Use este identificador para citar ou linkar para este item:
http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15458
Tipo: | Dissertação |
Título: | Avaliação de derivados de curcumina visando aplicações biotecnológicas: inibição de enzimas digestivas de carboidratos, capacidade antioxidante, estudos teóricos e biofísicos |
Título(s) alternativo(s): | Evaluation of curcumin derivatives aiming biotechnological applications: enzyme inhibition carbohydrate digestive, antioxidant capacity, theoretical and biophysical studies |
Autor(es): | Santos, Emeson Farias Araujo |
Primeiro Orientador: | Santos, Josué Carinhanha Caldas |
metadata.dc.contributor.referee1: | Modolo, Luzia Valentina |
metadata.dc.contributor.referee2: | Xavier, Jadriane de Almeida |
Resumo: | A inibição transitória de enzimas digestivas de carboidratos tem sido amplamente utilizada como estratégia terapêutica coadjuvante para o tratamento da diabetes mellitus (tipo II), sendo a acarbose (AC), o miglitol e o voglibol os medicamentos mundialmente comercializados. No entanto, o baixo potencial antiglicante e a presença de diversos efeitos colaterais, como complicações gastrointestinais associada a estes medicamentos tem motivado a busca por novos inibidores de enzimas digestivas de carboidrato. O potencial inibitório de derivados da curcumina (produto natural) na ação de enzimas como a α-amilase e α-glicosidase tem sido reportado na literatura como uma estratégia promissora para o tratamento do diabetes mellitus.Diante disso, onze compostos derivados da curcumina foram sintetizados e caracterizados em relação sua ação como inibidores da α-amilase e α-glicosidase. Dessa forma, realizou-se uma triagem dos derivados de curcumina por meio da atividade inibitória frente as enzimas, estudos clássicos de cinética e inibição (in vitro) e avaliação da capacidade antioxidante (DPPH• e ABTS•+ ). Por conseguinte, sendo o composto mais promissor (6) selecionado para estudos biofísicos explorando ensaios teóricos (docking molecular) e experimentais. Inicialmente um ensaio screening empregando 150 µM para todos os compostos foi realizado, a fim de verificar o potencial destes para inibir da α-amilase (1 U mL-1 ). Neste ensaio, apenas quatro derivados apresentaram inibição superior a 50% e destes, apenas o 6 teve potencial inibitório semelhante a AC, o qual apresentou IC50 = 18,50 ± 0,31 µM. Em ensaio similar para α-glicosidase (0,02 U mL-1 ) aplicando concentração única de 250 µM dos compostos, foi possível verificar que apenas seis compostos expressaram atividade inibitória acima de 50%, sendo o derivado 7 mais ativo com IC50 = 17,67 ± 0,58 µM, enquanto AC apresentou IC50 de 19± 03 µM (α-amilase) e 205 ± 0,9 µM (α-glicosidase). Os derivados 6 e 7 foram classificados como inibidores mistos a partir dos ensaios de cinética clássica para ambas as enzimas avaliadas. Nos ensaios antioxidantes, o derivado de curcumina 6 foi o mais ativo, apresentando os menores valores de IC50 para ambos os radicais avaliados (DPPH• e ABTS•+ ), comparativamente aos outros derivados. Estudos teóricos empregando docking molecular foram concordantes com os ensaios enzimáticos experimentais, sendo 6 e 7, os compostos com melhor interação frente as enzimas α-amilase e α-glicosidase, respectivamente. Neste sentido, 6 foi selecionado para os estudos biofísicos empregando α-amilase como modelos de enzima. Diante disso, com o aumento da temperatura (22 a 38ºC) se observou valores inversamente proporcionais da constante de Stern-Volmer (KSV) caracterizando um perfil de processo por quenching estático, o qual foi confirmado a partir dos valores da constante da taxa de extinção biomolecular (pois Kq > 2,0×1010 M-1 s -1 ). As principais interações intermoleculares presente entre a α-amilase com 6 foram por ligação de hidrogênio e forças de Van der Waals. Além disso, foi possível verificar que o processo de interação entre a enzima e o ligante foi termodinamicamente espontâneo (ΔG < 0). Por fim, o composto 6 demonstrou ser uma molécula com potencial ação inibitória das enzimas digestivas de carboidratos. |
Abstract: | The transient inhibition of carbohydrate digestive enzymes has been widely used as an adjuvant therapeutic strategy for the treatment of diabetes mellitus (type II), with acarbose (AC), miglitol and voglibol being the drugs sold worldwide. However, the low anti-glycating potential and the presence of several side effects, such as gastrointestinal complications associated with these medications, have motivated the search for new carbohydrate digestive enzyme inhibitors. The inhibitory potential of curcumin derivatives (natural product) on the action of enzymes such as α-amylase and α-glucosidase has been reported in the specialized literature, therefore, the evaluation of similar compounds becomes a promising strategy for this purpose. Therefore, eleven compounds derived from curcumin were synthesized and characterized in relation to their action as inhibitors of α-amylase and α-glucosidase. Thus, a screening of curcumin derivatives was carried out through inhibitory activity against enzymes, classical kinetic and inhibition studies (in vitro) and evaluation of antioxidant capacity (DPPH• and ABTS•+), being the most promising compound (6) selected for biophysical studies exploring theoretical (molecular docking) and experimental tests. Initially, a screening assay using 120 µM for all compounds was carried out in order to verify their potential to inhibit α-amylase (1 U mL-1 ). In this assay, only four derivatives showed inhibition greater than 50% and of these, only 6 had an inhibitory potential similar to AC, which presented IC50 = 18.50 ± 0.31 µM. In a similar assay for α-glucosidase (0.02 U mL-1 ) applying a single dose of 250 µM of the compounds, it was possible to verify that only six compounds expressed inhibitory activity above 50%, with derivative 7 being more active with IC50 = 17 .67 ± 0.58 µM, while AC presented IC50 of 19± 03 µM (α-amylase) and 205 ± 0.9 µM (α-glucosidase). Derivatives 6 and 7 were classified as mixed inhibitors based on classical kinetics assays for both enzymes evaluated. In the antioxidant assays, curcumin derivative 6 was the most active, presenting the lowest IC50 values for both radicals evaluated (DPPH• and ABTS•+), compared to the other derivatives. Theoretical studies using molecular docking were in agreement with experimental enzymatic tests, with 6 and 7 being the compounds with the best interaction with the enzymes α-amylase and α-glucosidase, respectively. In this sense, 6 was selected for biophysical studies using α-amylase as model enzymes. Therefore, with the increase in temperature (22 to 38ºC), inversely proportional values of the Stern-Volmer constant (KSV) were observed, characterizing a process profile by static quenching, which was confirmed based on the values of the extinction rate constant. biomolecular, since Kq > 2.0×1010 M-1 s-1 . The main intermolecular interactions present between α-amylase and 6 were through hydrogen bonding and Van der Waals forces. Furthermore, it was possible to verify that the interaction process between the enzyme and the ligand was thermodynamically spontaneous (ΔG < 0). Finally, compound 6 demonstrated to be a molecule with potential inhibitory action on carbohydrate digestive enzymes. |
Palavras-chave: | Diabetes mellitus Enzimologia clínica Inibição enzimática Hipoglicemiantes Enzymology Enzyme inhibition Antihyperglycemic |
CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ORGANICA |
Idioma: | por |
País: | Brasil |
Editor: | Universidade Federal de Alagoas |
Sigla da Instituição: | UFAL |
metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Química e Biotecnologia |
Citação: | SANTOS, Emeson Farias Araujo. Avaliação de derivados de curcumina visando aplicações biotecnológicas: inibição de enzimas digestivas de carboidratos, capacidade antioxidante, estudos teóricos e biofísicos. 2025. 79 f. Dissertação (Mestrado em Química e Biotecnologia) – Programa de Pós-graduação em Química e Biotecnologia, Instituto de Química e Biotecnologia, Universidade Federal de Alagoas, Maceió, 2023. |
Tipo de Acesso: | Acesso Aberto |
URI: | http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/15458 |
Data do documento: | 20-nov-2023 |
Aparece nas coleções: | Dissertações e Teses defendidas na UFAL - IQB |
Arquivos associados a este item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
---|---|---|---|---|
Avaliação de derivados de curcumina visando aplicações biotecnológicas_inibição de enzimas digestivas de carboidratos, capacidade antioxidante, estudos teóricos e biofísicos.pdf | 2.58 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |
Os itens no repositório estão protegidos por copyright, com todos os direitos reservados, salvo quando é indicado o contrário.