Anti-tick effect and cholinesterase inhibition caused by Prosopis juliflora alkaloids: in vitro and in silico studies / Efeito carrapaticida e inibição da acetilcolinesterase por alcaloides de Prosopis juliflora: estudos in vitro e in silico

Abstract We investigated the in vitro acaricide activity of the methanolic extract (ME) and alkaloid-rich fraction (AF) of Prosopis juliflora on Rhipicephalus microplus and correlated this effect with acetylcholinesterase (AChE) inhibition. The acaricide activity was evaluated using adult and larval immersion tests. Also, we studied the possible interaction mechanism of the major alkaloids present in this fraction via molecular docking at the active site of R. microplus AChE1 (RmAChE1). Higher reproductive inhibitory activity of the AF was recorded, with effective concentration (EC50) four times lower than that of the ME (31.6 versus 121 mg/mL). The AF caused mortality of tick larvae, with lethal concentration 50% (LC50) of 13.8 mg/mL. Both ME and AF were seen to have anticholinesterase activity on AChE of R. microplus larvae, while AF was more active with half-maximal inhibitory concentration (IC50) of 0.041 mg/mL. The LC-MS/MS analyses on the AF led to identification of three alkaloids: prosopine (1), juliprosinine (2) and juliprosopine (3). The molecular docking studies revealed that these alkaloids had interactions at the active site of the RmAChE1, mainly relating to hydrogen bonds and cation-pi interactions. We concluded that the alkaloids of P. juliflora showed acaricide activity on R. microplus and acted through an anticholinesterase mechanism.

Resumo A atividade carrapaticida in vitro do extrato metanólico (EM) e da fração de alcaloides (FA) de Prosopis juliflora foi investigada, frente ao Rhipicephalus microplus, e relacionada com a inibição da enzima acetilcolinesterase (AChE). A predição in silico das interações de alcaloides dessa fração com a AChE1 de R. microplus (RmAChE1) foi realizada por acoplamento molecular. A atividade carrapaticida foi avaliada, utilizando-se os ensaios de imersão de adultos e larvas. Maior efeito sobre parâmetros reprodutivos de teleóginas foi verificado para a FA, com valor de Concentração Efetiva 50% (CE50) (31.6 mg/mL), quatro vezes menor do que o valor do EM (121 mg/mL). A FA induziu mortalidade de larvas (Concentração Letal de 50% - CL50 = 13,8 mg/mL). A inibição da atividade da AChE de larvas do carrapato foi observada para EM e FA, sendo a FA mais ativa (Concentração Inibitória 50%- CI50 de 0,041mg/mL). As análises químicas da FA permitiram a identificação dos alcaloides prosopina (1), juliprosinina (2) e juliprosopina (3). No ensaio in silico, observou-se que esses alcaloides podem interagir com o sítio ativo da RmAChE1, principalmente por ligações de hidrogênio e interações cátion-pi. Os alcaloides de P. juliflora têm atividade carrapaticida contra R. microplus, atuando através do mecanismo anticolinesterásico.

Phenolic compounds profile, neuroprotective effect and antioxidant potential of a commercial Turkish coffee / Perfil do componente fenólico, efeito neuroprotector e potencial antioxidante de um café comercial turco

ABSTRACT Objective The purpose of this study is to determine the phenolic and flavonoid contents, and antioxidant activities and neuroprotective effects of powdered coffee sample of a commercial coffee brand originated from Sivas, Turkey. Methods Total phenolic, flavonoid and antioxidant contents, enzymatic and non-enzymatic antioxidative activities based on 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl free radical scavenging activity, metal chelating potential, reducing power, superoxide dismutase and catalase activity tests and lipid peroxidation inhibition potentials of the ethanolic and aqueous extracts of the coffee sample were assayed using the commonly preferred spectrophotometric methods. Furthermore the extracts' cholinesterase and tyrosinase inhibition potentials were evaluated. Phenolic profiles of the coffee sample were investigated using high performance liquid chromatography. Results Catechin was the most frequently detected phenolic acid. In addition, it was demonstrated that the water extract has a significant impact when compared with standard antioxidants. While the SC50 (sufficient concentration to obtain 50% of a maximum scavenging capacity) value for the scavenging activity of 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl free radical was calculated as being 0.08mg/mL for water extract, the amount of chelating agents with half Fe2+ ions in the medium was found to be 0.271mg/mL. Additionally, it was shown that 0.1mg/mL concentration of both extracts prevents lipid peroxidation by 8%. Compared with standard drugs, inhibition potentials of cholinesterase and tyrosinase enzymes were considered as moderately acceptable in these samples. Conclusion Besides the extracts' enzymatic antioxidant activity, their inhibition potential on cholinesterase and tyrosinase enzymes - which are important clinical enzymes - reveal that this natural source can be used as a valuable resource in different fields, especially in medicine.

RESUMO Objetivo O objetivo deste estudo é determinar o conteúdo fenólico e flavonoide, bem como as atividades antioxidantes e os efeitos neuroprotetores de uma amostra de café em pó de uma promissora marca comercial proveniente de Sivas, Turquia. Métodos A partir dos métodos espectrofotométricos comumente utilizados, foram analisados os seguintes aspectos da amostra de café: teores de fenólicos totais, flavonoides e antioxidantes; atividades antioxidantes enzimáticas e não enzimáticas, baseadas na atividade de eliminação de radicais livres de 2,2-difenil-1-picrilhidrazila potencial quelante de metais; poder redutor; testes de atividade de superóxido dismutase e catalase; e potenciais de inibição da peroxidação lipídica dos extratos etanólicos e aquosos. Além disso, foram avaliados os potenciais de inibição da colinesterase e da tirosinase dos extratos. Os perfis fenólicos da amostra de café foram investigados por cromatografia líquida de alta eficiência. Resultados Entre os ácidos fenólicos estudados, o mais detectado foi a catequina. Especialmente, foi demonstrado que o extrato de água tem um impacto significativo quando comparado com os antioxidantes padrão. Determinou--se que o valor de SC50 (a concentração suficiente para obter 50% da capacidade máxima de eliminação) da atividade de eliminação do radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilab/para extrato de água era de 0,08mg/mL, enquanto a quantidade de agentes quelantes com metade de Fe2+ íons na média foi encontrada como 0,271mg/mL. Também foi demonstrado que a concentração de 0,1mg/mL de ambos os extratos inibe a peroxidação lipídica em cerca de 8%. Comparado com drogas padrão, os potenciais de inibição das amostras nas enzimas e tirosinase foram aceitáveis como moderados. Conclusão Os resultados mostram que, além de terem atividade antioxidante enzimática, os extratos apresentam potencial de inibição das enzimas colinesterase e tirosinase, que são importantes enzimas clínicas, o que revela que essa fonte natural pode ser usada como um recurso valioso em vários campos, principalmente na medicina.

Bioinsecticide potential of Curcuma zedoaria rhizome essential oil / Potencial bioinseticida do óleo essencial dos rizom as de curcuma zedoaria

In this study the potential bioinseticide of the essential oil (OE) extracted from the rhizomes of the species Curcuma zedoaria (Zingiberaceae) was evaluated. The rhizomes were collected during dormancy (winter) and budding (summer). The EO was obtained by hydrodistillation (2h) and identified by GC/MS. In addition, a multivariate exploratory analysis was done to determine the analysis of the major compounds (PCA). The EO yield in dormancy was 0.61± 0.07 (%) and in budding 0.55 ± 0.08 (%). The bioassays on Aedes aegypti larvae and pupae were done by immersion test at different EO concentrations which ranged from 500.00 to 0.003 mg mL-1 (v/v). The results on the larvae and pupae indicated LC99.9 of (0.01 and 1.38 mg mL-1) for EO in dormancy, and (0.08 and 2.63 mg mL-1) for EO during budding, respectively. The action mechanism of EOs in both periods was determined by autobiographic method evaluating the inhibitory potential on the acetylcholinesterase enzyme, indicating greater inhibition of the EO enzyme during dormancy (0.039 mg mL-1) when compared to the EO during budding (0.156 mg mL-1). The projection representation of the EO chemical classes in both evaluated periods indicated that oxygenated sesquiterpenes are the major compound class (46.99% in dormancy) and (43.59% in budding). The projection of major chemical compounds of EOs presented three compounds with greater mass flow distancing: epicurzerenone (18.20% and 12.10%); 1.8 cineole (15.76% and 12.10%) and ß-elemene (4.43 and 0.01%) that are found in greater amounts in the dormancy EO when compared to budding, respectively. These results corroborate with the greater potential on Ae. aegypti larvae and pupae found for the dormancy EO. The results are promising because they show in which vegetative cycle phase C. zedoaria EO presents greater bioinsecticidepotential.

Neste trabalho foi avaliado o potencial bioinseticida do óleo essencial (OE) extraído dos rizomas da espécie Curcuma zedoaria (Zingiberaceae), coletados no período de dormência (inverno) e brotação das gemas (verão). O OE foi obtido por hidrodestilação (2h) e identificado por CG/EM foi observado rendimento 0,61 ± 0,07 (%) no óleo da dormência, quando comparado no período de brotação 0,55 ± 0,08 (%). Os bioensaios sobre as larvas e pupas de Aedes aegypti foram realizados pelo teste de imersão em diferentes concentrações dos OEs, que variaram de 500,00 a 0,003 mg mL-1 (v/v). Os resultados sobre as larvas e pupas indicaram uma CL99,9 de (0,01 e 1,38 mg mL-1) para o OE da dormência, e (0,08 e 2,63 mg mL-1) para o OE do período de brotação, respectivamente. Indicando maior atividade do OE da dormência. O mecanismo de ação dos OEs nos dois períodos foi determinado pelo método autobiográfico avaliando o potencial inibitório sobre a enzima acetilcolinesterase. Os resultados indicaram maior inibição da enzima do OE no período de dormência (0,039 mg mL-1), quando comparado ao OE de brotação (0,156 mg mL-1). A análise química destacou três compostos: epicurzerenone (18,20% e 12,10%) e 1,8 cineol (15,76% e 14,05%) e ß- elemeno (4,43 e 0,01%) em maior quantidade no período de dormência quando comparado ao período de brotação, respectivamente. Esta diferença pode explicar a maior ação inseticida do OE de dormência sobre as larvas e pupas do Ae. aegypti. Os resultados são promissores, pois estabelece em qual período do ciclo vegetativo o OE da C. zedoaria apresenta maior potencial bioinseticida.

Composição química e atividade biológica dos óleos essenciais das folhas e caules de Rhodostemonodaphne parvifolia Madriñán (Lauraceae) / Composition and biology activity of essential oils from leaves and stems of Rhodostemonodaphne parvifolia Madriñán (Lauraceae)

Os óleos essenciais das folhas e caules de Rhodostemonodaphne parvifolia coletada na Reserva Florestal Adolpho Ducke foram obtidos por hidrodestilação e analisados por cromatografia em fase gasosa com detector de ionização de chama e espectrometria de massas. Treze constituintes foram identificados nas folhas, dos quais o ß-cariofileno foi o que apresentou maior percentual (41,30%). Nos caules foram identificados quinze compostos, com predominância dos sesquiterpenos ß-cariofileno (16,20%) e epi-cedrol (13,30%) e do monoterpeno linalol (15,40%). Os óleos foram analisados em ensaios químicos, de sequestro do radical livre DPPH, e enzimáticos, de inibição da enzima acetilcolinesterase. Nos ensaios de sequestro de radicais livres, apesar de terem se mostrado ativos em ensaios qualitativos, os óleos essenciais apresentaram fraca atividade antioxidante no ensaio quantitativo (inativos em concentração inferior a 1.000 µg/mL). A inibição da acetilcolinesterase só foi observada nos óleos essenciais das folhas. A composição química e a atividade biológica destes óleos estão sendo relatadas pela primeira vez neste trabalho.

The essential oils of leaves and stems of Rhodostemonodaphne parvifolia collected in the Adolpho Ducke Forest Reserve were obtained by hydrodistillation and analyzed by GC-FID and GC-MS. Thirteen components were identified in the leaf oil, of which ß-caryophyllene was the major (41.30%). Fifty components were identified in the stem oil, among them the sesquiterpenes ß-caryophyllene (16.20%) and epi-cedrol (13.30%), together with the monoterpene linalool (15.40%). The essential oils were analyzed at chemical, DPPH free radical scavenging; and enzymatic bioassays, acetylcholinesterase inhibition. At antioxidant DPPH assays, the oils showed to be active at the qualitative assay but only weakly active at quantitative test (inactive at concentration lower than 1,000 µg/mL). The inhibition of acetylcholinesterase was detected only in leaves essential oils. This paper describes for the first time the composition of these essential oils and their biological activities.

Behavioral and enzymatic bioassays with Serjania erecta Radlk., Sapindaceae, correlated with cognitive dysfunctions / Comportamento e ensaios bioenzimáticos com Serjania erecta Radlk., sapindaceae, correlacionados com disfunções cognitivas

The purpose of this study was to investigate the crude extract of Serjania erecta Radlk., Sapindaceae, and its bioactive agents as preventive or inhibitor of memory loss in rodents, as well as other factors correlated with Alzheimer's syndrome: antioxidant and anticholinesterase activity, mainly as plant adaptogen - low toxicity and regulation action. The blocking cholinergic reversion activity (scopolamine) in the test of the passive avoidance was detected by measuring latency in young and adult animals. It presented low toxicity, with protective effect as shown by biochemical analysis (hypoglycemic/hypotriglyceridemic). Elevated levels (above 83 percent) of antioxidant activity were detected. AchE and BuChE inhibition were also detected in the chromatographic fractions, which were active both orally and directly on CNS (ICV).

O objetivo deste estudo foi pesquisar o extrato bruto de Serjania erecta Radlk., Sapindaceae, e seus bioativos como preventivos ou inibidores de perda de memória em roedores, e outros fatores correlacionados com a síndrome de Alzheimer: atividade antioxidante e anticolinesterásicas, principalmente como planta adaptógena, baixa toxicidade e ação regulatória. A reversão do bloqueador colinérgico (escopolamina) no teste da esquiva passiva foi detectada pela latência mensurada em animais jovens e adultos. Apresentou baixa toxicidade, com efeito protetor na análise bioquímica (hipoglicemia/hipotrigliceridemia). Índices elevados (acima 83 por cento) na atividade antioxidante foram observados. A inibição da AChE e BuChE foi perceptível nas frações cromatográficas, confirmando as ações via oral e diretamente no SNC.

Terpenóides e avaliação do potencial antimalárico, larvicida, anti-radicalar e anticolinesterásico de Pouteria venosa (Sapotaceae) / Terpenoids and evaluation of the antimalarial, larvicidal, anti-radicalar and anticholinesterase potential of Pouteria venosa (Sapotaceae)

O presente trabalho descreve o isolamento de quatro triterpenos (taraxerol, ácido ursólico, ácido 3b,19a,23-triidroxiurs-12-en-28-óico e ácido 2a,3a,19a,23-tetraidroxiurs-12-en-28-óico) e um fitoesteróide (espinasterol), bem como a avaliação do potencial antimalárico (cepa NK-65 do Plasmodium berghei), larvicida (larvas do 4º instar do Aedes aegypti), anti-radicalar (2,2-difenil-1-picril-hidrazila, DPPH) e anticolinesterásico de extratos das folhas, cascas do caule e caule de Pouteria venosa (Mart.) Baehni. Todos os compostos isolados estão sendo descritos pela primeira vez nesta espécie e foram identificados com base na análise de dados espectrais (IV e RMN, incluindo APT e DEPT), bem como pela comparação com dados descritos na literatura.

This work describes the isolation of four triterpenes (taraxerol, ursolic acid, 3b,19a,23-trihydroxyurs-12-en-28-oic acid and 2a,3a,19a,23-tetrahydroxyurs-12-en-28-oic acid) and a phytosteroid (spinasterol), as well as a preliminary evaluation of antimalarial (NK-65 strains of Plasmodium berghei), larvicidal (4th instar of Aedes aegypti), anti-radicalar (2,2-diphenyl-1-pycryl-hydrazyl, DPPH) and anticholinesterase activities of Pouteria venosa (Mart.) Baehni extracts from leaves, stem barks and stems. All isolated compounds are being described for the first time in this species and were identified on basis of the spectral data (IR and NMR, including APT, DEPT), as well as by comparison with literature data.