Bioprospección de la especie Ocotea caudata Nees (Lauraceae)

Abstract

El estudio fitoquímico de las hojas de Ocotea caudata (Lauraceae) condujo al aislamiento de veintiséis compuestos: -sitosterol (Oc-5), 1-triacontanol (Oc-6), phidroxifenilacetato de etilo (Oc-7), éster metílico del ácido cóstico (Oc-8), ácido cóstico (Oc-9), 7,4´-dimetoxi-3´-hidroxiflavona (Oc-10), ácido p-hidroxifenilacético (Oc-11), quercetina (Oc-12), afzelina (Oc-13), astragalina (Oc-14), isoquercitrina (Oc-15), thalictuberina (Oc-16), 3-O-demetilthalictuberina (Oc-17), (+)-3-hidroxinornuciferina (Oc- 18), (+)-3-metoxinordomesticina (Oc-19), (+)-nordomesticina (Oc-20), S-(+)-9-Odemetilnorpreocoteina (Oc-21), (+)-isoboldina (Oc-22), (+)-boldina (Oc-23), (+)-reticulina (Oc-24), (+)-palidina (Oc-25), (-)-trans-4-hidroxi-N-metilprolina (Oc-26), una mezcla de ácido palmítico (Oc-1) y ácido linoleico (Oc-2) y una mezcla de esteroles: campesterol (Oc-3), estigmasterol (Oc-4) y β-sitosterol (Oc-5). El alcaloide Oc-21 no presenta reportes previos en la literatura, constituyéndose en una sustancia nueva, en cuanto a Oc-10, Oc-18 y Oc-26 se describen por primera vez para el género y la familia. Las determinaciones estructurales se realizaron con base en los datos espectroscópicos de RMN 1H y 13C uni- y bidimensionales, datos de espectrometría de masas y valores de rotación óptica. Esta investigación se amplió a otras partes de la planta mediante un estudio de derreplicación y análisis multivariado por HPLC-DAD-MSESI, tomando como referencia los metabolitos aislados de las hojas, lo que permitió detectar varias de las sustancias aisladas en las otras partes de la planta, encontrándose una estrecha relación entre la composición química de las hojas con la composición química de las flores, los frutos y cáliz; mientras que para la corteza y madera esta relación no fue tan cercana. El perfil de los metabolitos secundarios incluyó el análisis del aceite esencial (AE) de las hojas y la fracción lipídica de los frutos y cáliz, indicando para el AE el predominio de sesquiterpenos (83.7 %) sobre los monoterpenos (1.6 %) y ausencia de fenilpropanóides. En la fracción lipídica de los frutos y cáliz se encontró en mayor abundancia ácidos grasos saturados que insaturados. De acuerdo con esto, se propuso elaborar una emulsión en la que se incorporó esta fracción de ácidos grasos buscando encontrar una aplicación a la especie diferente del uso tradicional que se le da en la región donde se ubica la planta objeto de estudio. Los resultados preliminares de estabilidad indican que la fracción lipídica ofrece una opción para la elaboración de emulsiones con posibles usos vía tópica. Teniendo en cuenta la variedad de actividades biológicas atribuidas a metabolitos aislados de especies del género Ocotea, entre ellas actividades antimicrobianas, se evaluó la actividad antibacteriana a los compuestos aislados frente a cuatro cepas; dos Gram positivas y dos Gram negativas. Los resultados obtenidos muestran que los metabolitos de tipo fenólico, ácido graso y esterol presentaron inhibición de todas las bacterias ensayadas; mientras que la mayoría de los alcaloides mostraron acción únicamente frente a las bacterias Gram positivas, excepto la thalictuberina (Oc-16), 3-Odemetilthalictuberina (Oc-17), 3-metoxinordomesticina (Oc-19) y nordomesticina (Oc-20) que además exhibieron efecto antibacteriano contra E. coli a 2 mg/mL. Finalmente, de acuerdo con los resultados de actividad antibacteriana obtenidos con los dos alcaloides fenantrénicos aislados (Oc-16 y Oc-17) frente a E. coli, a la poca cantidad aislada de cada uno de los metabolitos y a la nula actividad de la boldina (Oc- 23), se propuso realizar modificaciones estructurales a Oc-23 con el fin de evaluar cambios en la actividad antibacteriana de los compuestos sintetizados comparado con Oc-23. Los compuestos sintetizados son alcaloides de tipo fenantrénico: Npropargilsecoboldina (S-1), N-cinamilsecoboldina (S-2), N-prenil-7-Opreniloxisecoboldina (S-3) y N-prenilsecoboldina (S-4) presentaron efecto inhibitorio frente a las dos bacterias Gram positivas.

Abstract. The phytochemical study of leaves of Ocotea caudata (Lauraceae) led to the isolation of twenty-six compounds: -sitosterol (Oc-5), 1-triacontanol (Oc-6), ethyl phydroxyphenylacetate (Oc-7), costic acid methyl ester (Oc-8), costic acid (Oc-9), 7,4´- dimethoxi-3-hydroxyflavone (Oc-10), p-hydroxyphenylacetic acid (Oc-11), quercetin (Oc- 12), afzeline (Oc-13), astragaline (Oc-14), isoquercitrine (Oc-15), thalictuberine (Oc-16), 3-O-demethylthalictuberine (Oc-17), (+)-3-hydroxynornuciferine (Oc-18), (+)-3- methoxynordomesticine (Oc-19), (+)-nordomesticine (Oc-20), S-(+)-9-Odemethylnorpreocoteine (Oc-21), (+)-isoboldine (Oc-22), (+)-boldine (Oc-23), (+)- reticuline (Oc-24), (+)-pallidine (Oc-25), (-)-trans-4-hydroxy-N-methylproline (Oc-26), a mixture of palmitic acid (Oc-1) and linoleic acid (Oc-2) and a mixture of sterols: campesterol (Oc-3), stigmasterol (Oc-4) y β-sitosterol (Oc-5). The alkaloid Oc-21 does not present previous reports in the literature, indicating that it is a new structure, as to Oc-10, Oc-18 and Oc-26 are described for the first time for the genus and the family. The structural determinations were performed by 1H and 13C NMR spectral data analysis (1D and 2D), mass spectrometry data and optical rotation values. This research was extended to other parts of the plant by means of multivariate analysis and dereplication of the isolated metabolites of the leaves, by HPLC-DAD-ESIMS, allowing the detection of several of the isolated substances in the other parts plant, finding a close relation between the chemical composition of the leaves with the chemical composition of the flowers, fruits and calyces; while for bark and wood this relationship was not so close The profile of the secondary metabolites included the analysis of the essential oil (EO) of the leaves and the lipid fraction of fruits and calyx, indicating for EO the predominance of sesquiterpenes (83.7%) over monoterpenes (1.6%) and absence of phenylpropanoids. In the lipid fraction of the fruits and calyx was found to be more abundant saturated fatty acids than unsaturated fatty acids. Accordingly, it was proposed to elaborate an emulsion that incorporates this fraction of fatty acids in order to find an application to the specie other than the use traditional that occurs in the region where this plant is located. The preliminary stability results indicate that the lipid fraction offers an option for obtaining emulsions with possible topical uses. Taking into account the variety of biological activities attributed to the metabolites isolated from species of the genus Ocotea, including antimicrobial activities, the antibacterial activity and the isolated compounds were evaluated against four strains: two Gram positive and two Gram negative. The results obtained with the metabolites of phenolic type, fatty acid and sterol present inhibition of all the tested bacteria; while the most of the alkaloids shown activity against Gram positive bacterias, highlighting the thalictuberine (Oc-16), 3-O-demethylthalictuberine (Oc-17), 3-methoxynordomesticine (Oc-19) and nordomesticine (Oc-20) that also exhibited action against E. coli at 2 mg/mL. Finally, according to the results of antibacterial activity obtained with the two phenanthrenic alkaloids (Oc-16 and Oc-17) against E. coli, the small amount isolated from each of the metabolites and the null activity of boldine (Oc-23), it was proposed to make structural modifications to Oc-23 in order to evaluate improvements in the antibacterial activity of the synthesized compound compared to Oc-23. The compounds synthesized are phenanthrene alkaloids: N-propargilsecoboldine (S-1), Ncinnamylsecoboldine (S-2), N-prenyl-7-O-prenylsecoboldine (S-3) and Nprenylsecoboldine (S-4), which shown activity against the two Gram-positive bacterias.