This research project aims to broaden the knowledge on Mediterranean plants as the genus Anthemis and Pulicaria and as species Tetraclinis articulata, Salvia argentea, Ajuga tenorei, Ballota hispanica, Moluccella Spinosa and Thapsia garganica. These plants are widely used in folk medicine and their extracts will be analyzed for the isolation of metabolites. Appropriate biological target will be selected by computational methods. The biological activity of these molecules and chemically modified derivatives will be evaluated in order to obtain structureactivity relationships.

Questo progetto di ricerca ha lo scopo di ampliare le conoscenze di alcune piante appartenenti alla flora Mediterranea. Le piante da studiare sono state scelte in seguito ad un’attenta analisi bibliografica tra specie poco sudiate. La scelta è quindi ricaduta su nove specie appartenenti al genere Anthemis, due specie appartenenti al genere Pulicaria e sulle specie di Tetraclinis articulata, Salvia argentea, Ajuga tenorei, Ballota hispanica, Moluccella Spinosa e Thapsia garganica. Di esse sono stati preparati ed identificati i componenti degli oli essenziali e successivamente effettuati su di essi i saggi antibatterici. Dagli estratti delle specie di Tetraclinis articulata e Ajuga tenorei sono invece stati isolati e caratterizzati i metaboliti secondari non volatili. Di alcune delle molecole identificate da questi estratti è stata determinata la loro potenziale attività antitumorale attraverso l’utilizzo di metodi computazionali. Le specie appartenenti al genere Anthemis collezionate in Sicilia rappresentano una grande fonte di dati per la classificazione chemotassonomica e per considerazioni di biodiversità. I dati di composizione di tre di loro, riconosciute appartenenti alla sezione Hiorthia, quindi strettamente collegate tra loro, sono stati comparati con i dati disponibili in letteratura di tutte le specie appartenenti al genere Anhemis usando l’analisi statistica dei cluster. I risultati ottenuti mostrano che questi taxa appartengono alla stessa sezione sulla base delle classi di composti in esse contenuti, soprattutto sesquiterpeni. Una estensione di questo lavoro, già programmata ed in corso, include tutti i dati di composizione collezionati per le alter specie di Anthemis analizzate. Inoltre, i loro oli essenziali hanno mostrato una moderata attività antibatterica contro batteri gram+ e gram-. Di due specie siciliane di Pulicaria (P. vulgaris var. graeca and P. sicula) è stata identificata la composizione dell’ olio essenziale. L’analisi della componente principale (PCA) Introdution 7 di P.sicula, rispetto alle altre specie di Pulicaria fino ad ora studiate, mostra una peculiare biodiversità di questa pianta siciliana. Il confronto, tra i dati di composizione di P. vulgaris var. graeca e i dati relativi a P. vulgaris Gaertner, mette in evidenza un profilo chimico completamente differente. Quindi i due taxa potrebbero essere considerati due entità distinte. L’olio essenziale di P. vulgaris mostra una media attività antimicrobica contro i batteri Bacillus cereus e B. subtilis. L’analisi della composizione dell’olio essenziale di Salvia argentea, collezionata in Sicilia, mostra un profilo chimico differente rispetto a quello di Salvia argentea collezionate in altri paesi. inoltre è stata studiata la composizione degli estratti ottenuti con solventi a bassa polarità. Anche la composizione dell’olio essenziale di Ballota hispanica mostra un profilo caratteristico, comparato a quello degli altri taxa. Inoltre il suo olio essenziale mostra una bassa attività antibatterica mentre l’attività antiossidante è veramente alta, tale che si potrebbe supporre l’uso di B. hispanica come fitoterapico. Lo studio dell’olio essenziale di Moluccella spinosa, una pianta mai investigata in precedenza, ha mostrato differenti marker nella sua composizione rispetto all’olio essenziale di altre specie collezionate in Turchia, tuttavia si è riscontrata una buona correlazione con l’olio di M. laevis. Anche in questo caso si è osservata una moderata attività antibatterica dell’olio essenziale. Infine i risultati ottenuti per l’olio essenziale di Thapsia garganica, indicano un profilo chimico completamente differente rispetto a quelli delle altre specie di Thapsia studiate fino ad oggi, indipendentemente dal metodo di estrazione utilizzato (SPME o idrodistillazione). Lo studio dei metaboliti non volatili riguarda Tetraclinis articulata e Ajuga tenorei. Introdution 8 Solo un articolo sull’investigazione di T. articulata collezionata in Marocco è stato pubblicato. T. ariculata analizzata in questo lavoro è stata collezionata in Tunisia e ha mostrato un profilo metabolico simile a quello della specie marocchina. Infatti sono stati isolati derivati Δ15-pimaranici dall’estratto esanico di T. articulata; quasi tutti i composti isolati da questa pianta erano già stati in precedenza isolati ad eccezione del composto 5. I tre estratti (esano, diclorometano e metanolo) di T. articulata mostrano una buona attività antiproliferativa contro cellule tumorali. Gli estratti in diclorometano e metanolo sono stati cromatografati, ma non sono state ottenute frazioni pure. L’ottenimento di composti puri rappresenta il passo successivo della ricerca. La possibile attività antitumorale delle molecole 3, 4 e 5 verso differenti target è stata valutata attraverso metodi computazionali, utilizzando l’ Inverse Virtual Screeneing (IVS). Da un’accurata analisi delle interazioni, le tre molecole sembrano altamente correlate con la proteina fxr (Farnesoid X receptor, Cod. PDB: 1OSV). La purificazione dell’estratto metanolico di Ajuga tenorei ha portato all’isolamento di due iridoidi (arpagide e 8-O-acetilarpagide) e un fitosteroide (ajugalattone), prodotti di cui erano note le loro proprietà biologiche (antibatterica, anti-infiammatoria e antivirale). Per esplorare nuovi target per l’attività antitumorale, questi composti erano soggetti a IVS. Le molecole 6, 7, 9 e 10 mostravano la migliore correlazione con target differenti, ciò può essere spiegato dal cambiamento dei pattern di sostituzione nella struttura che porta a una differente interazione con la proteina. Sfortunatamente non sono state possibili modificazioni chimiche dei composti isolati a cause delle basse quantità del materiale puro isolato.

Riccobono, L.Metabolites from Mediterranean plants: characterization and transformation. Chemotaxonomic assessment and biological activity..

Metabolites from Mediterranean plants: characterization and transformation. Chemotaxonomic assessment and biological activity.

RICCOBONO, Luana

Abstract

This research project aims to broaden the knowledge on Mediterranean plants as the genus Anthemis and Pulicaria and as species Tetraclinis articulata, Salvia argentea, Ajuga tenorei, Ballota hispanica, Moluccella Spinosa and Thapsia garganica. These plants are widely used in folk medicine and their extracts will be analyzed for the isolation of metabolites. Appropriate biological target will be selected by computational methods. The biological activity of these molecules and chemically modified derivatives will be evaluated in order to obtain structureactivity relationships.
Metaboliti da piante Mediterranee: caratterizazion e trasformazione. Valutazioni chemotassonomiche e attività biologiche
Questo progetto di ricerca ha lo scopo di ampliare le conoscenze di alcune piante appartenenti alla flora Mediterranea. Le piante da studiare sono state scelte in seguito ad un’attenta analisi bibliografica tra specie poco sudiate. La scelta è quindi ricaduta su nove specie appartenenti al genere Anthemis, due specie appartenenti al genere Pulicaria e sulle specie di Tetraclinis articulata, Salvia argentea, Ajuga tenorei, Ballota hispanica, Moluccella Spinosa e Thapsia garganica. Di esse sono stati preparati ed identificati i componenti degli oli essenziali e successivamente effettuati su di essi i saggi antibatterici. Dagli estratti delle specie di Tetraclinis articulata e Ajuga tenorei sono invece stati isolati e caratterizzati i metaboliti secondari non volatili. Di alcune delle molecole identificate da questi estratti è stata determinata la loro potenziale attività antitumorale attraverso l’utilizzo di metodi computazionali. Le specie appartenenti al genere Anthemis collezionate in Sicilia rappresentano una grande fonte di dati per la classificazione chemotassonomica e per considerazioni di biodiversità. I dati di composizione di tre di loro, riconosciute appartenenti alla sezione Hiorthia, quindi strettamente collegate tra loro, sono stati comparati con i dati disponibili in letteratura di tutte le specie appartenenti al genere Anhemis usando l’analisi statistica dei cluster. I risultati ottenuti mostrano che questi taxa appartengono alla stessa sezione sulla base delle classi di composti in esse contenuti, soprattutto sesquiterpeni. Una estensione di questo lavoro, già programmata ed in corso, include tutti i dati di composizione collezionati per le alter specie di Anthemis analizzate. Inoltre, i loro oli essenziali hanno mostrato una moderata attività antibatterica contro batteri gram+ e gram-. Di due specie siciliane di Pulicaria (P. vulgaris var. graeca and P. sicula) è stata identificata la composizione dell’ olio essenziale. L’analisi della componente principale (PCA) Introdution 7 di P.sicula, rispetto alle altre specie di Pulicaria fino ad ora studiate, mostra una peculiare biodiversità di questa pianta siciliana. Il confronto, tra i dati di composizione di P. vulgaris var. graeca e i dati relativi a P. vulgaris Gaertner, mette in evidenza un profilo chimico completamente differente. Quindi i due taxa potrebbero essere considerati due entità distinte. L’olio essenziale di P. vulgaris mostra una media attività antimicrobica contro i batteri Bacillus cereus e B. subtilis. L’analisi della composizione dell’olio essenziale di Salvia argentea, collezionata in Sicilia, mostra un profilo chimico differente rispetto a quello di Salvia argentea collezionate in altri paesi. inoltre è stata studiata la composizione degli estratti ottenuti con solventi a bassa polarità. Anche la composizione dell’olio essenziale di Ballota hispanica mostra un profilo caratteristico, comparato a quello degli altri taxa. Inoltre il suo olio essenziale mostra una bassa attività antibatterica mentre l’attività antiossidante è veramente alta, tale che si potrebbe supporre l’uso di B. hispanica come fitoterapico. Lo studio dell’olio essenziale di Moluccella spinosa, una pianta mai investigata in precedenza, ha mostrato differenti marker nella sua composizione rispetto all’olio essenziale di altre specie collezionate in Turchia, tuttavia si è riscontrata una buona correlazione con l’olio di M. laevis. Anche in questo caso si è osservata una moderata attività antibatterica dell’olio essenziale. Infine i risultati ottenuti per l’olio essenziale di Thapsia garganica, indicano un profilo chimico completamente differente rispetto a quelli delle altre specie di Thapsia studiate fino ad oggi, indipendentemente dal metodo di estrazione utilizzato (SPME o idrodistillazione). Lo studio dei metaboliti non volatili riguarda Tetraclinis articulata e Ajuga tenorei. Introdution 8 Solo un articolo sull’investigazione di T. articulata collezionata in Marocco è stato pubblicato. T. ariculata analizzata in questo lavoro è stata collezionata in Tunisia e ha mostrato un profilo metabolico simile a quello della specie marocchina. Infatti sono stati isolati derivati Δ15-pimaranici dall’estratto esanico di T. articulata; quasi tutti i composti isolati da questa pianta erano già stati in precedenza isolati ad eccezione del composto 5. I tre estratti (esano, diclorometano e metanolo) di T. articulata mostrano una buona attività antiproliferativa contro cellule tumorali. Gli estratti in diclorometano e metanolo sono stati cromatografati, ma non sono state ottenute frazioni pure. L’ottenimento di composti puri rappresenta il passo successivo della ricerca. La possibile attività antitumorale delle molecole 3, 4 e 5 verso differenti target è stata valutata attraverso metodi computazionali, utilizzando l’ Inverse Virtual Screeneing (IVS). Da un’accurata analisi delle interazioni, le tre molecole sembrano altamente correlate con la proteina fxr (Farnesoid X receptor, Cod. PDB: 1OSV). La purificazione dell’estratto metanolico di Ajuga tenorei ha portato all’isolamento di due iridoidi (arpagide e 8-O-acetilarpagide) e un fitosteroide (ajugalattone), prodotti di cui erano note le loro proprietà biologiche (antibatterica, anti-infiammatoria e antivirale). Per esplorare nuovi target per l’attività antitumorale, questi composti erano soggetti a IVS. Le molecole 6, 7, 9 e 10 mostravano la migliore correlazione con target differenti, ciò può essere spiegato dal cambiamento dei pattern di sostituzione nella struttura che porta a una differente interazione con la proteina. Sfortunatamente non sono state possibili modificazioni chimiche dei composti isolati a cause delle basse quantità del materiale puro isolato.
Anthemis, Pulicaria, Salvia argentea, Thapsia garganica, Tetraclinis articulata, Ajuga tenorei, Ballota hispanica, Moluccella spinosa, essential oils from mediterranean plants.
Riccobono, L.Metabolites from Mediterranean plants: characterization and transformation. Chemotaxonomic assessment and biological activity..
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/10447/165036
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