Biosynthetic evaluation of terpenes from the brown alga Canistrocarpus Cervicornis

A Tribo Dictyoteae é uma dos mais importantes componentes da diversidade da flora bentônica dos mares tropicais e subtropicais de todo o mundo. O grupo Dictyota, por sua vez, se tornou uma fonte promissora de diterpenos com atividades biológicas de altíssimo valor farmacológico associado. Apesar do grande conhecimento da química de algas do grupo Dictyota, pouco se conhece a respeito da origem biossintética destes diterpenos. Em estudos biossintéticos o conhecimento químico dos produtos formados é primordial, portanto Canistrocarpus cervicornis tornou-se alvo para servir de modelo a estes estudos. Sabe-se que esta alga pertence ao grupo IIB com diterpenos derivados da primeira ciclização entre os carbonos 1 e 11 a partir do precursor geranilgeraniol (dolastano e secodolastano). Com isso o objetivo deste trabalho foi ampliar o conhecimento da rota biossintética para formação dos diterpenos de C. cervicornis visando auxiliar a futura utilização comercial destes produtos. Foi avaliada a atividade enzimática de ciclização do precursor de terpenos no extrato aquoso da alga, através de técnicas espectroscópicas (espectrofotômetro UV-VIS e Ressonância Magnética Nuclear). O perfil químico dos espécimes de Canistrocarpus cervicornis coletados na Praia Rasa (2012) e Praia da Tartaruga (2014) confirmaram a produção de diterpenos de esqueleto químico do tipo 2B, dolastano e secodolastano, como foi evidenciado pelas técnicas de CCD e RMN, tendo encontrado como o majoritário o diterpeno 4,7-diacetoxi-14-hidroxidolastano-1(15),8-dieno. O extrato aquoso enzimático obtido dos espécimes de C. cervicornis promoveu o consumo do geranilgeraniol. No entanto, o uso de meio ácido influenciou o aumento deste consumo. A incorporação do precursor geranilgeraniol ao extrato enzimático de C. cervicornis resultou na diminuição de sinais característicos do geranilgeraniol em δ 4,15 e aparecimento de deslocamentos químicos entre δ 3,60 – 3.70, sugerindo uma mudança estrutural no geranilgeraniol para uma estrutura cíclica, compatível com os sinais de diterpenos do grupo 2B, descritos na literatura. Assim, a presença destes sinais confirmam a primeira ciclização no precursor entre os carbonos 1 e 11. Avaliando as duas técnicas utilizadas nesse trabalho, verifica-se que o uso das técnicas espectroscópicas individualmente são limitantes, mas usadas em conjunto mostram se muito mais eficazes.The Dictyoteae Tribe is one of the most important components of diversity of benthic flora of tropical and subtropical seas around the world. The Dictyota group, in turn, has become a promising source of diterpenes with biological activities associated with a very high pharmacological value. Despite widespread knowledge of the chemistry of the algae Dictyota group, little is known about the biosynthetic origin of these diterpenes. Biosynthetic studies on the chemical knowledge of the products formed is the main, so Canistrocarpus cervicornis became the target to serve as a model for these studies. It is known that this algae belong to diterpene derivatives IIB group of the first cyclization between carbons 1 and 11 from geranylgeraniol precursor (dolastano and secodolastano). Thus the aim of this study was to expand knowledge of the biosynthetic pathway for the formation of diterpenes from C. cervicornis aiming to help the future commercial use of these products. The enzymatic activity of the cyclization precursor of terpenes in aqueous seaweed extract was evaluated by spectroscopic techniques (UV-VIS spectrophotometer and Nuclear Magnetic Resonance). The chemical profile of Canistrocarpus cervicornis specimens collected at Praia Rasa (2012) and Praia da Tartaruga (2014) confirmed the production of diterpenes chemical skeleton of type 2B, dolastano and secodolastano, as evidenced by TLC and NMR techniques, having found as the major diterpene 4,7-diacetoxy-14-hydroxydolastano-1(15),8-diene. Enzymatic aqueous extract obtained from specimens of C. cervicornis caused the consumption of geranylgeraniol. However, the use of acidic conditions influence the increase of this consumption. The incorporation of the precursor geranylgeraniol in enzyme extract of C. cervicornis resulted in decrease of the characteristic signals of geranylgeraniol at δ 4.15 and appearance of chemical shift at δ 3.60 - 3.70, suggesting a structural change in geranylgeraniol to a cyclic structure compatible with diterpenes signs of group 2B, described in the literature. Thus, the presence of these signals confirms the first cyclization on precursor between 1 and 11 carbons. Evaluating the two techniques used in this study, it appears that the use of spectroscopic techniques individually are limiting, but used together show more effective.83 f