Biossíntese Dirigida pelo Precursor de Curcumina pela Curcuma longa L.

Resumo

O composto (E,E)-1,7-bis(4-hidroxi-3-metoxifenil)-1,6-heptadieno-3,5-diona, conhecido popularmente como curcumina, é um composto fitoquímico encontrado nos rizomas da Curcuma longa L. Esta substância já demonstrou diversas atividades terapêuticas importantes, como anti-inflamatória, antioxidante, antibacteriana, antiviral e antitumoral, por exemplo. Entretanto, apesar de ser o composto majoritário da via biossintética da Curcuma longa L. é descrito que apenas de 2 a 8% do peso total do rizoma, corresponde à quantidade de curcumina que pode ser extraída. Com o objetivo de estimular a biossíntese da curcumina, este trabalho utilizou a biossíntese dirigida por precursores, que combina síntese química com transformações enzimáticas naturais, e permite que materiais de partida não nativos sejam incorporados às vias biossintéticas. Utilizando essa abordagem foi estabelecido um sistema in vitro de cultura do rizoma suplementado com o precursor, ácido ferúlico e dois análogos. Os dois análogos sintetizados são sais de potássio solúveis em água e foram obtidos com alto grau de pureza e rendimentos consideráveis. A incorporação de diferentes concentrações do precursor e seus análogos ocasionou, em algumas concentrações, um aumento de até 40% da biossíntese da curcumina. O método desenvolvido, validado,  utiliza a espectroscopia UV/VIS para quantificar as concentrações de curcumina, através da análise de seus extratos alcoólicos, nos extratos obtidos a partir dos rizomas suplementados.

Palavras-chave: Curcumina.  Rizoma. Biossíntese Dirigida pelo Precursor. Ácido Ferúlico. Sais Potássicos.

Abstract

The compound (E,E)-1,7-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)-1,6-heptadiene-3,5-dione, popularly known as curcumin, is a phytochemical found in the rhizomes of Curcuma longa L. This substance has already demonstrated several important therapeutic activities, such as anti-inflammatory, antioxidant, antibacterial, antiviral and antitumor, for example. However, despite being the major compound of the  Curcuma longa L. biosynthetic pathway, it is described that only from 2 to 8% of the total weight of the rhizome corresponds to the amount of curcumin that can be extracted. In order to stimulate the curcumin biosynthesis, this work used the precursor-directed biosynthesis, which combines chemical synthesis with natural enzymatic transformations, and allows that non-native starting materials to be incorporated into the biosynthetic pathways. Using this approach, an in vitro rhizome culture system supplemented with the precursor, ferulic acid and two analogs was established. The two synthesized analogs are water-soluble potassium salts and were obtained with a high degree of purity and considerable yields. The incorporation of different  precursor concentrations and its analogues caused, in some concentrations, an increase of up to 40% in curcumin biosynthesis. The method was developed, validated, and uses UV/VIS spectroscopy to quantify curcumin concentrations, through the analysis of its alcoholic extracts, in extracts obtained from supplemented rhizomes.

Keywords: Curcumin. Rhizome. Precursor-Directed Biosynthesis. Ferulic Acid. Potassium Salts.