The potential role of apigenin in the enhancement of the antioxidant adaptation to exercise by bioactive dietary compounds

Oxidative stress (OS) occurs when the antioxidant defense system is overwhelmed by the predominance of reactive oxygen species (ROS) and pro-oxidant factors. Several diseases such as hypertension, insulin resistance, type 2 diabetes mellitus and neurodegenerative diseases are characterized by chronic OS. Physical exercise constitutes an affordable tool to prevent or ameliorate these conditions. However, during physical activity, acute ROS are produced inducing an activation in peroxisome proliferator activated receptor-Gamma Coactivator-1alpha (PGC-1α), and nuclear factor erythroid-2 related factor 2 (Nrf2), PGC-1α/Nrf2 pathway. This signaling pathway facilitates interaction with antioxidant response elements (ARE), thereby initiating an upregulation in the expression of antioxidant enzymes including superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione peroxidase (GPX) and mitochondrial biogenesis. In both cases, whether involving healthy animals or individuals engaged in physical exercise, supplementation with antioxidant scavengers leads to a reduction in the expression and activity of PGC-1α, SOD, CAT, and GPX across various tissues, which is not observed with indirect antioxidants. The preventive role of physical exercise against chronic OS is avoided when executed in conjunction with supplementation of scavenger antioxidants. However, similar to exercise, the indirect antioxidant apigenin can activate the PGC1-α/Nrf2 signaling pathway. Here, we summarize evidence supporting apigenin as a non-nutritional supplement that could enhance the adaptive effects of exercise, improving the endogenous antioxidant defense. Therefore, apigenin could be an interesting supplement to enhance the endogenous antioxidant adaptation induced by exercise in healthy subjects, but also to improve the effectiveness of exercise to prevent oxidative stress-associated diseases.

El estrés oxidativo (OS) ocurre cuando el sistema de defensa antioxidante es sobrepasado por el predominio de especies reactivas de oxígeno (ROS) y factores prooxidantes. Varias enfermedades como la hipertensión, la resistencia a la insulina, la diabetes mellitus tipo 2 y enfermedades neurodegenerativas se caracterizan por un OS crónico. El ejercicio físico constituye una herramienta asequible para prevenir o mejorar estas enfermedades. Sin embargo, durante la actividad física, se producen ROS agudas que inducen una activación en la vía PGC-1α/Nrf2. Esta vía de señalización facilita la interacción con los elementos de respuesta antioxidante (ARE), iniciando así una regulación que permite la expresión de enzimas antioxidantes, incluidas SOD, CAT, GPX y biogénesis mitocondrial. En ambos casos, ya sea que se trate de animales sanos o de individuos que practican ejercicio físico, la suplementación con antioxidantes "scavengers" conduce a una reducción en la expresión y actividad de PGC-1α, SOD, CAT y GPX en varios tejidos, lo que no se observa con antioxidantes "indirectos". El papel preventivo del ejercicio físico contra el OS crónico se atenúa cuando se realiza en conjunto con la suplementación de antioxidantes "scavengers". Sin embargo, de manera similar al ejercicio, la apigenina es un antioxidante "indirecto" que puede activar la vía de señalización PGC1-α/Nrf2. Aquí, resumimos la evidencia que respalda a apigenina como un suplemento no-nutricional que podría mejorar los efectos adaptativos del ejercicio, mejorando la defensa antioxidante endógena de sujetos sanos que no tienen suficiente tiempo para hacer ejercicio.

A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19 / Uma abordagem tríplice incluindo química quântica, docking molecular e estudos dinâmicos moleculares para explorar os compostos naturais de Centaurea jacea como inibidores potenciais para Covid-19

In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in [...].

No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente [...].

A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19

Abstract In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in vitro investigations are essential to ensure the anti SARS-CoV-2 activity of all bioactive compounds particularly axillarin to encourage preventive use of Centaurea jacea against COVID-19 infections.

Resumo No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente aquoso. As propriedades ADME e a análise de previsão de toxicidade da axilarina também a recomendaram como um candidato a medicamento seguro. Além disso, as investigações in vivo e in vitro são essenciais para garantir a atividade anti-SARS-CoV-2 de todos os compostos bioativos, particularmente a axilarina, para encorajar o uso preventivo de Centaurea jacea contra infecções por Covid-19.

A threefold approach including quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic studies to explore the natural compounds from Centaurea jacea as the potential inhibitors for COVID-19 / Uma abordagem tríplice incluindo química quântica, docking molecular e estudos dinâmicos moleculares para explorar os compostos naturais de Centaurea jacea como inibidores potenciais para Covid-19

Abstract In the current report, we studied the possible inhibitors of COVID-19 from bioactive constituents of Centaurea jacea using a threefold approach consisting of quantum chemical, molecular docking and molecular dynamic techniques. Centaurea jacea is a perennial herb often used in folk medicines of dermatological complaints and fever. Moreover, anticancer, antioxidant, antibacterial and antiviral properties of its bioactive compounds are also reported. The Mpro (Main proteases) was docked with different compounds of Centaurea jacea through molecular docking. All the studied compounds including apigenin, axillarin, Centaureidin, Cirsiliol, Eupatorin and Isokaempferide, show suitable binding affinities to the binding site of SARS-CoV-2 main protease with their binding energies -6.7 kcal/mol, -7.4 kcal/mol, -7.0 kcal/mol, -5.8 kcal/mol, -6.2 kcal/mol and -6.8 kcal/mol, respectively. Among all studied compounds, axillarin was found to have maximum inhibitor efficiency followed by Centaureidin, Isokaempferide, Apigenin, Eupatorin and Cirsiliol. Our results suggested that axillarin binds with the most crucial catalytic residues CYS145 and HIS41 of the Mpro, moreover axillarin shows 5 hydrogen bond interactions and 5 hydrophobic interactions with various residues of Mpro. Furthermore, the molecular dynamic calculations over 60 ns (6×106 femtosecond) time scale also shown significant insights into the binding effects of axillarin with Mpro of SARS-CoV-2 by imitating protein like aqueous environment. From molecular dynamic calculations, the RMSD and RMSF computations indicate the stability and dynamics of the best docked complex in aqueous environment. The ADME properties and toxicity prediction analysis of axillarin also recommended it as safe drug candidate. Further, in vivo and in vitro investigations are essential to ensure the anti SARS-CoV-2 activity of all bioactive compounds particularly axillarin to encourage preventive use of Centaurea jacea against COVID-19 infections.

Resumo No presente relatório, estudamos os possíveis inibidores de Covid-19 de constituintes bioativos de Centaurea jacea usando uma abordagem tripla que consiste em técnicas de química quântica, docking molecular e dinâmica molecular. Centaurea jacea é uma erva perene frequentemente usada em remédios populares de doenças dermatológicas e febre. Além disso, as propriedades anticâncer, antioxidante, antibacteriana e antiviral de seus compostos bioativos também são relatadas. A Mpro (proteases principais) foi acoplada a diferentes compostos de Centaurea jacea por meio de docking molecular. Todos os compostos estudados, incluindo apigenina, axilarina, Centaureidina, Cirsiliol, Eupatorina e Isokaempferide, mostram afinidades de ligação adequadas ao sítio de ligação da protease principal SARS-CoV-2 com suas energias de ligação -6,7 kcal / mol, -7,4 kcal / mol, - 7,0 kcal / mol, -5,8 kcal / mol, -6,2 kcal / mol e -6,8 kcal / mol, respectivamente. Dentre todos os compostos estudados, a axilarina apresentou eficiência máxima de inibidor, seguida pela Centaureidina, Isokaempferida, Apigenina, Eupatorina e Cirsiliol. Nossos resultados sugeriram que a axilarina se liga aos resíduos catalíticos mais cruciais CYS145 e HIS41 do Mpro, além disso a axilarina mostra 5 interações de ligações de hidrogênio e 5 interações hidrofóbicas com vários resíduos de Mpro. Além disso, os cálculos de dinâmica molecular em uma escala de tempo de 60 ns (6 × 106 femtossegundos) também mostraram percepções significativas sobre os efeitos de ligação da axilarina com Mpro de SARS-CoV-2 por imitação de proteínas como o ambiente aquoso. A partir de cálculos de dinâmica molecular, os cálculos RMSD e RMSF indicam a estabilidade e dinâmica do melhor complexo ancorado em ambiente aquoso. As propriedades ADME e a análise de previsão de toxicidade da axilarina também a recomendaram como um candidato a medicamento seguro. Além disso, as investigações in vivo e in vitro são essenciais para garantir a atividade anti-SARS-CoV-2 de todos os compostos bioativos, particularmente a axilarina, para encorajar o uso preventivo de Centaurea jacea contra infecções por Covid-19.

Purificación parcial de un compuesto presente en las hojas de bauhinia megalandra capaz de inhibir la absorción intestinal de glucosa / Partial purification of a compound present in the leaves of Bauhinia megalandra capable of inhibiting intestinal glucose absorption

En la actualidad muchas investigaciones se han volcado al estudio de la actividad biológica de varias plantas que se considera, en el saber de los pueblos, puedan aliviar los síntomas en pacientes con diabetes, tal es el caso de Bauhinia megalandra. El estudio fitoquímico de las hojas de dicha planta se realizó guiado por bioensayos, evaluando el efecto de cada fracción obtenida sobre la absorción intestinal de glucosa con la finalidad de encontrar aquella que presente el mayor efecto inhibitorio sobre dicha actividad biológica, utilizando para su medición segmentos de intestino de rata aislados in situ. Luego de una serie de extracciones secuenciales con diferentes solventes orgánicos y fraccionamiento por cromatografía de columna en silica gel 60, se logró aislar y caracterizar por métodos espectroscópicos una fracción altamente enriquecida con el flavonoide apigenina glucosilada en el carbono ocho. Dicha fracción fue capaz de inhibir la absorción intestinal de glucosa en un 47,34% con respecto al control, y de generar un efecto aditivo cuando se ensayo junto a la floricina

At present, it has been an increase in the research of the biological activity of plants used by the traditional medicine for the empirical treatment of the diabetes mellitus, such as Bauhinia megalandra. The phytochemical study of the leaves of these plants was done guided by bioassay, evaluating the effect of each fraction on the glucose intestinal absorption, using in situ rat intestinal segments. After a sequential series of extractions with organic solvents and fractionation by column chromatographic on silica gel 60, we isolated a fraction characterized by spectroscopic method to be highly enriched in the flavonoid apigenin glicolisated in the carbon eight. This fraction was able to inhibit in a 47,34% the intestinal glucose absorption compared to control, and showed an additive effect when used simultaneously with phloricin

Chrozophorin: a new acylated flavone glucoside from Chrozophora tinctoria (Euphorbiaceae) / Crozoforina: uma nova flavona glicosilada e acetilada de Chrozophora tinctoria (Euphorbiaceae)

Preparative reversed-phase HPLC analysis of the methanol extract of the aerial parts of Chrozophora tinctoria (Euphorbiaceae) yielded five flavonoid glycosides, quercetin 3-O-rutinoside (1, rutin), acacetin 7-O-rutinoside (2), apigenin 7-O-b-D-[(6-p-coumaroyl)]-glucopyranoside (3), apigenin 7-O- b-D-glucopyranoside (4) and apigenin 7-O-b-D-[6-(3,4-dihydroxybenzoyl)]-glucopyranoside (named, chrozophorin, 5), the last one being a new natural product. The structures of these compounds were elucidated unambiguously by UV spectroscopic analyses using shift reagents, ESIMS, and 1D and 2D NMR spectroscopic techniques. The free-radical scavenging activity of the methanol extract (RC50 = 2.24 x 10-1 mg/mL) as well as the isolated compounds (1-5) (RC50 = 4.38 x 10-3, 2.26 x 10-2, 7.69 x 10-4, 8.71 x 10-3 and 3.19 x 10-4 mg/mL, respectively) were assessed by the DPPH assay.

Análise das partes aéreas de Chrozophora tinctoria (Euphorbiaceae) através de HPLC preparativa com coluna de fase reversa produziu cinco glicosídeos de flavonóides, quercetina 3-O-rutinosídeo (1, rutina), acacetina 7-O-rutinosídeo (2), apigenina 7-O-b-D-[(6-p-cumaroil)]-glicopiranosídeo (3), apigenina 7-O-b-D-glicopiranosídeo (4) e apigenina 7-O-b-D-[-(3,4-diidroxibenzoil)]-glicopiranosídeo (chamado crozoforina, 5), sendo o último um novo produto natural. As estruturas dessas substâncias foram inequivocamente elucidadas por análise de espectrofotometria de UV com o uso de reagentes de deslocamento, ESIMS, e técnicas de RMN 1D e 2D. A atividade de captura de radicais livres do extrato metanólico (RC50 = 2,24 x 10-1 mg/mL) bem como das substâncias isoladas (1-5) (RC50 = 4,38 x 10-3, 2,26 x 10-2, 7,69 x 10-4, 8,71 x 10-3 e 3,19 x 10-4 mg/mL, respectivamente) foram analisados pelo método DPPH.