Βιοδραστικά μόρια: απομόνωση και μελέτη τους

Abstract

Η φύση αποτελεί µια πλούσια πηγή βιοδραστικών µορίων που παρουσιάζουν διάφορες δράσεις. Τα βιοδραστικά µόρια µπορεί να αποµονώνονται απευθείας από τις φυσικές πηγές ως καθαρές ενώσεις. Πολλές φορές όµως, τα φυσικά προϊόντα αποτελούν πηγή έµπνευσης για την ανακάλυψη άλλων µορίων που µπορεί να βρίσκουν χρήση ως φάρµακα, αλλά και ως καλλυντικά και αρώµατα. Ανάµεσα στις φυσικές πηγές, το φασκόµηλο παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως πηγή δευτερογενών µεταβολιτών και για αυτό το λόγο επιλέχθηκε στην παρούσα διατριβή, για τη µελέτη της αποµόνωσης των πολικών συστατικών του. Από το αιθανολικό εκχύλισµα φασκόµηλου του εµπορίου αποµονώθηκε κλάσµα που µελετήθηκε µε φασµατοσκοπία πυρηνικού µαγνητικού συντονισµού πρωτονίου και άνθρακα και συγκρίθηκε µε τα αντίστοιχα φάσµατα ροζµαρινικού και χλωρογενικού οξέος. Το κλάσµα αυτό φαίνεται να περιέχει παράγωγο του ροζµαρινικού οξέος συζευγµένο µε δύο σακχαρικές µονάδες. Το φασκόµηλο έχει αναφερθεί επίσης, ότι παρουσιάζει πλήθος δράσεων, όπως αντισηπτική, σπασµολυτική, αντιδιαβητική, αντικαρκινική, αντιµικροβιακή κλπ. Πολλές από τις ιδιότητες του φασκόµηλου οφείλονται στις φαινολικές ενώσεις και ειδικότερα στα φλαβονοειδή που περιέχει. Οι φωσφολιπάσες Α είναι µια υπεροικογένεια ενζύµων που χαρακτηρίζονται από την ικανότητά τους να υδρολύουν τον εστερικό δεσµό στην sn-2 θέση των φωσφολιπιδίων απελευθερώνοντας ελεύθερα λιπαρά οξέα, συµπεριλαµβανοµένου του αραχιδονικού οξέος, και λυσοφωσφολιπίδια. Στη συνέχεια το αραχιδονικό οξύ µετατρέπεται προς εικοσανοειδή, ενώ τα λυσοφωσφολιπίδια προς τον παράγοντα ενεργοποίησης των αιµοπεταλίων. Ολες αυτές οι ενώσεις συµµετέχουν στη φλεγµονή και εποµένως αναστολείς της φωσφολιπάσης Α 2 µπορούν να αποτελέσουν νέα µέσα για την καταπολέµηση φλεγµονωδών ασθενειών. Ανάµεσα στις διάφορες φωσφολιπάσες Α 2

2 , αυξηµένο ενδιαφέρον υπάρχει για την εκκριτική φωσφολιπάση Α

(GIIA sPLA 2 ) κα ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια για την αναστολή της GIIA sPLA

από φυσικά προϊόντα. Εχει δειχθεί ότι το φλαβονοειδές κερκετίνη αναστέλλει τη GIIA sPLA . Στη παρούσα διατριβή µελετήσαµε µε τη βοήθεια µοριακής µοντελοποίησης 2 τον τρόπο αλληλεπίδρασης διάφορων φαινολικών ενώσεων µε την εκκριτική GIIA sPLA . Η κερκετίνη και τρείς ενώσεις παραπλήσιας δοµής, η λουτεολίνη, η γκενκβανίνη και η απιγενίνη επιλέχθηκαν αρχικά για αυτή τη µελέτη. Η µοριακή πρόσδεση (Molecular Docking) έγινε µε τη χρήση του προγράµµατος GOLD v 4.1 CCDC. Τα αποτελέσµατα έδειξαν οτι η κερκετίνη και η λουτεολίνη προσδένονται µε 2 τον ίδιο τρόπο, ενώ η γκενκβανίνη και η απιγενίνη µε διαφορετικό. Τo 5΄-ΟΗ της κερκετίνης και της λουτεολίνης παίζει σηµαντικό ρόλο για την καλύτερη πρόσδεση τους στο ενεργό κέντρο του ενζύµου. Μελετήθηκαν επίσης δυο φαινολικές ενώσεις που είναι γνωστό ότι παρουσιάζουν αντιφλεγµονώδη δράση, η ουµπελλιφερόνη (7-υδροξυκουµαρίνη) και η ελευρoπαΐνη. Η ουµπελιφεόνη παρουσιάζει φτωχά αποτελέσµατα πρόσδεσης. Αντίθετα, η ελευρoπαΐνη παρουσιάζει αποτελέσµατα καλύτερα από αυτά της κερκετίνης, υποδεικνύοντας ότι η δράση της ελευρoπαΐνης µπορεί να οφείλεται και στη δυνατότητα αναστολής της φωσφολιπάσης Α .

Nature is a rich source of bioactive molecules exhibiting various activities. Bioactive molecules may be isolated directly from natural sources as pure compounds. However, many times natural products are the source of inspiration for the discovery of other molecules that may find applications as drugs, cosmetics or fragrances. Within the various natural sources, sage presents a special interest as source of secondary metabolites, thus it has been chosen for the isolation of its polar components. After ethanolic extraction of common sage, bought from the local market, and column chromatography purification a fragment was isolated. Comparison of the NMR spectra of this fragment with the spectroscopic data of rosmarinic acid and chlorogenic acid showed that the isolated compound is a rosmarinic acid derivative coupled with two sugar moieties. Sage has also been reported to exhibit various activities, such as antiseptic, spasmolytic, antidiabetic, anticancer, antimicrobial etc. Most of these properties may be attributed to the phenolic compounds and in particular to flavonoids. is a superfamily of enzymes which is characterized by its ability to hydrolyze the ester bond at the sn-2 position of phospholipids releasing free fatty acids, including arachidonic acid, and lysophospholipids. Arachidonic acid may be converted to eicosanoids, while lysophospholipids to platelet activated factor. All these compounds are involved in inflammation and thus inhibitors of phospholipase A 2 Phospholipases A 2 may be new agents for the treatment of inflammation. Within the phospholipases A superfamily, there is an increased interest for the secreted phospholipase A 2 2 (GIIA sPLA ) and especially during the last years, for the inhibition of GIIA sPLA 2

2 by natural products. It has been reported that the flavonoid quercetin inhibits GIIA sPLA . In the present thesis, we studied the interactions of various phenolic compounds with the GIIA sPLA 2 2 by molecular modeling. Quercetin and three structurally related compounds, namely luteolin, genkwanin and apigenin were initially chosen to be studied. Molecular docking studies were carried out using the program GOLD v 4.1 CCDC. The results showed that quercetin and luteolin bind in a similar way, while genkwanin and apigenin presented a different binding mode. The 5 ΄-OH of quercetin and luteolin plays an important role for their better binding in the active site of the enzyme. In addition, two phenolic compounds presenting anti-inflammatory activity, namely umbelliferone and oleuropain, were studied. Umbelliferone presented low binding results. On the contrary, oleuropain presents better results than those of quercetin indicating that the activity of oleuropain may be attributed to its ability to inhibit phospholipase A .