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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE QUÍMICA RReevviissiióónn ssoobbrree llooss nnoorrttrriitteerrppeennooss aaiissllaaddooss ddee llaa ffaammiilliiaa SSiimmaarroouubbaacceeaaee,, yy ssoobbrree uunn aarrbbuussttoo mmeeddiicciinnaall mmeexxiiccaannoo ““cchhaappaarrrroo aammaarrggoossoo”” ((CCaasstteellaa eerreeccttaa ssuubbsspp.. tteexxaannaa)) Tesis QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE QUÍMICO FARMACÉUTICO BIÓLOGO P R E S E N T A : CHRISTIAN DIAZ DE LEON CASTAÑEDA MÉXICO, D.F. 2005 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). 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Asesor del tema:Asesor del tema:Asesor del tema:Asesor del tema: ____________________________ Dr. Manuel Jimémez Estrada Sustentante:Sustentante:Sustentante:Sustentante: ______________________________ Christian Díaz de León Castañeda AAAAggggradecimientos:radecimientos:radecimientos:radecimientos: A Dios, por su amor infinito y por escucharme siempre. A mi familia, por haberme ayudado a salir adelante, superando la adversidad. Al Dr. Manuel Jiménez Estrada por tan valiosa guía, y a todos mis profesores. A todas aquellas personas que me facilitaron la obtención de referencias y materiales. Al H. Jurado por su amable atención y correcciones. Índice 1 Introducción 5 2 Antecedentes 7 2.1. Familia Simaroubaceae 8 2.2. Biosíntesis de Quasinoides 18 3 Quasinoides aislados de la familia Simaroubaceae 22 3.1. Quasinoides C18 25 3.2. Quasinoides C19 26 3.3. Quasinoides C20 30 3.4. Quasinoides C25 44 4 Actividad Biológica de Quasinoides 50 4.1. Actividad citotóxica y antileucémica 51 4.2. Actividad inhibidora de la síntesis de proteínas 55 4.3. Propiedades proapoptóticas e inductoras de diferenciación celular 57 4.4. Propiedades promotoras antitumorales 58 4.5. Actividad insecticida 59 4.6. Actividad fitotóxica y alelopática 59 4.7. Actividad antiprotozoaria 61 4.8. Actividad antihelmíntica 64 4.9. Actividad antiinflamatoria 65 4.10. Actividad antiviral 65 5 Revisión sobre el chaparro amargoso 66 5.1. El género Castela 67 5.2. Taxonomía, morfología y distribución del chaparro amargoso 68 5.3. Etnobotánica e investigación farmacéutica sobre el chaparro amargoso 73 5.4. Investigación química 76 5.5. Actividad biológica de los quasinoides del chaparro amargoso 79 5.6. Preparados farmacéuticos 80 6 Discusión y Conclusiones 83 Referencias 89 1 IIIIntroducciónntroducciónntroducciónntroducción Introducción 6 n muchos países como México, la fitoterapia o medicina herbolaria no deja de ser un importante recurso popular en el combate a las enfermedades, así como en la prevención de las mismas. Actualmente, sigue siendo necesaria la investigación química, farmacéutica y toxicológica de las plantas medicinales y sus preparados farmacéuticos. Por otra parte, la investigación en los productos naturales es muy valiosa dada la necesidad del desarrollo continuo de agentes terapéuticos. El principal interés de esta tesis fue la revisión sobre el aislamiento, las características químicas y las propiedades biológicas de los nortriterpenos denominados quasinoides, que han sido aislados de la familia Simaroubaceae, una familia de árboles y arbustos principalmente tropicales conocidos popularmente alrededor el mundo por sus propiedades medicinales, como antipalúdicas, antidisentéricas, antipiréticas y anticancerígenas. Finalmente, en esta tesis se revisó información sobre una especie de la familia Simaroubaceae endémica de México y Texas, es un arbusto medicinal amargo espinoso que crece en zonas semidesérticas, conocido popularmente como “chaparro amargoso”, aunque también como “bisbirinda” (Castela erecta subsp. texana). Este arbusto es conocido por sus propiedades antidisentéricas y no se ha logrado que sea considerado como una monografía oficial en la Farmacopea Herbolaria de los Estados Unidos Mexicanos. E 2 AAAAntecedentesntecedentesntecedentesntecedentes Antecedentes, familia Simaroubaceae 8 2.1. Familia Simaroubaceae La familia Simaroubaceae es una familia de dicotiledóneas, del Orden de las Sapindales (o Rutales) estando emparentada con las familias Rutaceae y Meliaceae, principalmente. Su distribución es en climas sub-tropicales a tropicales principalmente, pero también con algunos géneros en regiones templadas o hasta semi-desérticas (Castela, Holacantha). (Figura 2.1.1) (Waterman 1993, Watson L., 1992). Figura 2.1.1 Distribución mundial de la familia Simaroubaceae Ha costado definir taxonómicamente a Simaroubaceae y se han caracterizado de ella subfamilias que después han sido catalogadas como familias independientes (Surianaceae, Picramniaceae, Irvingiaceae y Kirkiaceae) (Reveal, 1999). Son plantas leñosas, arbustos o grandes árboles nunca sarmentosos generalmente de corteza, madera y semillas amargas. Hojas generalmente aisladas simples o compuestas, pinadas, foliolos a menudo desocupados, transformados en espinas en el caso de especies Antecedentes, familia Simaroubaceae 9 desérticas (Castela), alternas o raramente opuestas, estípulas ausentes. Inflorescencias arregladas en cimas axiliares o terminales o racimos. Flores que se caracterizan por la presencia de un disco intraestaminal, unisexuales o poligámicas, raramente bisexuales, actinomórficas. Perianto: cáliz comúnmente de 5 sépalos y 5 pétalos libres, rara vez ausentes. Androceo: estambres libres de numero igual o doble del numero de pétalos, raramente numerosos, con anteras tetrasporangiadas y 2 lóculos abriéndose longitudinalmente. Ginoceo: superior, ovario principalmente 2-5 lobulado, 1-5 loculado o con carpelos separados (Rechia, Picrolemma, Ailanthus), 2-5 estilos; óvulos usualmente solitarios, raramente 2 o más. Fruto variable ordinariamente indehiscente, a menudo en forma de drupa, algunas veces samaroide con semillas con escaso o ausente endosperma, y con embrión recto o curvado. (Perrot 1943, Hutchinson 1959, Reveal 1999). En cuanto a su metabolismo, no son cianogénicas, con alcaloides presentes (4- carbolinasy cantinas) o ausentes, poliacetilenos registrados o no encontrados, iridioides no han sido detectados, antraquinonas detectadas (Brucea), proantocianidinas ausentes, flavonoles presentes o ausentes, ácido elágico presente (Quassia) o ausente (Ailanthus), saponinas o sapogeninas ausentes, acumulación de aluminio no encontrada, y fisiología C3 registrada en Ailanthus. (Watson L., 1992). Etnobotánica de la familia Simaroubaceae En la medicina tradicional mundial, las especies de la familia Simaroubaceae son miembros importantes y son empleadas para diversos usos como insecticidas, antidisentéricas, febrífugas, antimalariales, estomáquicas, anticancerígenas, tónicas, catárticas, eméticas, vermífugas, en infecciones de la piel e incluso como inciensos (Perrot, 1943). Antecedentes, familia Simaroubaceae 10 Algunas especies son miembros muy importantes en la medicina tradicional, como la “quasia de Surinam” (Sudamérica), la “quasia de Jamaica”, el “árbol del cielo” (China), el “nigaki” (Japón), el “Ko-Sam” (India), y otras más que se enlistan en la Tabla 2.1.1 En México, Argueta y cols. en la gran obra del Instituto Nacional Indigenista “Atlas de las plantas de la medicina tradicional mexicana” (1994), reportan el uso de cuatro árboles de la familia Simaroubaceae: el “aceituno” de Quintana Roo (Simarouba glauca) usado en el tratamiento de la amibiasis y como febrífugo, dispepsia, vómitos nerviosos, paludismo y debilidad; la “ardilla” (Picrammnia amorphoides) de Yucatán, Quintana Roo, Colima, Nayarit y Edo. de Mex., es usada en problemas de la piel; la quasia (Quassia amara) en Guanajuato, Puebla y Michoacán es usada “para la bilis”, dispepsias, como antihelmíntico o en la convalecencia de afecciones febriles; y el “soplador” (Picramnia antidesma) en Quintana Roo y Puebla es usado para la malaria y en padecimientos ginecobstétricos, (aunque hay que recordar que Picramnia se considera actualmente una familia independiente a Simaroubaceae); el chaparro amargoso (Castela erecta subsp. texana) también se menciona en la obra en el tratamiento de la amibiasis. En la Tabla 2.1.1, se resumió la información recabada en varias fuentes sobre los usos medicinales que se dan a las especies de Simaroubaceae en la medicina tradicional de diferentes regiones geográficas. La información se obtuvo de varias fuentes, como la base de datos Ethnobot, miembro de un conjunto de bases de datos del Instituto Sanger, UK (Ethnobot, 2001), de los artículos de investigación fitoquímica revisados en ésta tesis, y de la información descrita por el Dr. Perrot (Perrot, 1943). Así mismo, en las páginas siguientes de éste capítulo se presentan ilustraciones de algunas especies importantes de ésta familia botánica. Antecedentes, familia Simaroubaceae 11 TABLA 2.1.1 Usos medicinales que se dan en el mundo a algunos miembros de la familia Simaroubaceae Nombre Científico Nombres Populares Región Usos medicinales u otros Ailanthus altissima (Figura 2.1.2) Arbol del cielo Shinju China, Turquía e Iraq Asma, astringente, antiséptico, bactericida, disentería, epilepsia, malaria, estomáquico, cáncer, tumores, dismenorrea, vermífugo, emético, catártico, espermatorrea. Ailanthus excelsa * India, USA Heridas Ailanthus fauveliana * Disentería e inflamación Ailanthus glandulosa Kokar agac Ailanto Turquía Antiséptico, astringente, cardiaco, catártico, diarrea, emético, espasmos, vermífugo Ailanthus malabarica * India, Sureste de Asia Fiebre, tónico. Dispepsia, disentería, bronquitis, oftalmia, alexítere. Ailanthus triphysa Ki pahit, Selangke Indochina Java Debilidad, dispepsia, fiebre, incienso (endochina) y tónico Brucea antidysenterica * Etiopía, Africa Central y occidental Cáncer, diarrea, fiebre, tumores Brucea javanica (Figura 2.1.3) Ya Dan Zi, Dadih-dadih Embalau betina, Hempedu beruang (vesícula amargosa), China, Java, Malaya, Indochina, Norte de Australia Disentería, malaria y cáncer. anticoagulante, catártico, diarrea, emético, insecticida, vermífugo, reumatismo, cólico, verrugas, caspa, tiña, sarna, quistes. Brucea amarissima (=Brucea sumatrana) Kosam, Lada Pahit Macassar Tambara Maritja India, Indochina, Filipinas Sur de China Australia Febrífugo y antidisentérico. Insecticida, estomáquico. Usado en diarrea y cáncer. Castela erecta subsp.texana Chaparro amargoso, Bisbirinda Texas México Amibiasis, diarrea, disentería, fiebre, estomáquico Eurycoma longifolia Tongkat Ali Babi kurus, Bedara merah Bedara pahit Borneo, Camboya, Malasia, Malaya, Java. Disentería, indigestión, intoxicación, vermífugo, malaria, sífilis, fiebre, estomáquico, comezón, dolores de cabeza, heridas, y dolores de otras partes del cuerpo. Afrodisiaco Hannoa klaineana * Zona ecuatorial de Gabón y Angola Tónico antidisentérico y febrífugo. Hannoa undulata * Africa occidental Senegal Sudán Tónico antidisentérico y febrífugo. Harrisonia perforata * Java Diarrea, cólera, disentería Odyendea gabonensis (=Quassia gabonensis) Nzeng Congo Gabon Emeto-pugativo, afecciones broncopulmonares, enfermedades del vientre. Condimento Antecedentes, familia Simaroubaceae 12 Continuación de la Tabla 2.1.1 Picrasma ailanthoides Nigaki Japón Estomáquico Picrasma crenata (=Aeschrion crenata) Paíh Noreste de Argentina Picrasma excelsa Quasia de Jamaica Antillas americanas Jamaica Turquía Insecticida, estomáquico, tónico, vermífugo, digestivo, febrífugo, narcótico Picrasma javanica (Figura 2.1.4) * Sureste de Asia Nueva Guinea, India, Indonesia. Fiebre, substituto de quinina. Antídoto, dispepsia, larvicida y dolores del cuerpo. Picrasma quassioides Nigaki, Shurni Japón, India, Fiebre, insecticida, estomáquico, comezón. Picrolemma pseudocofea * Guyana Francesa Vermifugo (antihelmíntico) Quassia amara (Figura 2.1.5) Quasia de Surinam, Palo muñeco, Antillas America Central, México Amazonas Turquía, Diurético, disentería, dispepsia, fiebre, hiperglucemia, insecticida, laxativo, malaria, estomáquico, tónico, vermífugo, astringente, diarrea, estimulante, cáncer. Quassia excelsa * Jamaica Fiebre y disentería Quassia indica (Figura 2.1.6) Daraput, Gatep pait Indonesia, India, , Filipinas, Malaya Bilis, emético, emenagogo, fiebre, insecticida, purgativo, reumatismo, estomáquico, tónico, fortificante para el cabello. Quassia versicolor * Brazil Insecticida, vermífugo, alexítere Samadera indica Niepa Bark, Ipoh, Kelepis, Rapus Indonesia, Malaya, Islas Salomón Laxativo, bilis, emético, fiebre, purgativo, termiticida, reumatismo Simaba cedron Cedron Panamá, Brazil, Alexítere, cólico, fiebre, malaria, tónico, antiespasmódico, dispepsia. Simaba ferruginea Colunga Venezuela, Brazil Fiebre y Tónico Simaba glandsulifera * Brazil Tónico y vermífugo Simaba orinocensis * Guayana Francesa Vermífugo (antihelmíntico) Simaba parensis * Brazil Fiebre Simaba salubris * Brazil Fiebre Simarouba berteroana Juan primero República Dominicana Disentería Simarouba glauca (=Quassia simaruba, =Quassia glauca =S.officinalis =S.amara) (Figura 2.1.2) Simaruba Aceituno Marupa Assoumaripa Juan Primero palo amargo quasia amarga Antillas americanas México America Central Amazonas Brazil Amibiasis, dispepsia, fiebre, intoxicante, malaria, estomáquico, emenagogo, anemia, reumatismo, disentería, sudorífico, cólico, gonorrea, purgativo, calmante Soulamea soulameoides * Islas Carolinas Nva. CaledoniaVeneno Antecedentes, familia Simaroubaceae 13 Figura 2.1.2. Simarouba glauca (=S. officinalis) (arriba): (México-Sudamérica) 1. rama e inflorescencia, 2. flor masculina, 3. flor femenina, 4. ovario segmentado, 6. frutos, Ailanthus altissima (abajo): (China) 7. rama e inflorescencia, 8. flor masculina, 9. flor femenina, 10. frutos alados Antecedentes, familia Simaroubaceae 14 Figura 2.1.3. Brucea javanica: (“Ya Dan Zi”, especie endémica de la isla de Java) a. rama en flor y fruto x 2/3, b. flor masculina x 8, c. flor femenina x 8, d. frutos x 2. Brucea mollis: e. hoja x 2/3, f. fruto x 2. (Disponible en línea por James Jarvie y Bett Dart, de Flora Malesiana vol. 6, 1962) Antecedentes, familia Simaroubaceae 15 Figura 2.1.4. Picrasma javanica (“Nigaki”, especie endémica de la isla de Java) A. rama con inflorescencia, B. detalle de hojas, C. detalle de inflorescencia, D-I análisis de la flor, K-N análisis de los frutos, O árbol. (Disponible en línea por James Jarvie y Bett Dart, Atlas der Baumarten von Java, 1914) Antecedentes, familia Simaroubaceae 16 Figura 2.1.5. Quassia amara (“quasia de Surinam”, especie americana, México-Sudamérica) A. rama con inflorescencia, B. flor sin pétalos, C. pistilo y cáliz, D. detalle de los estambres, F. frutos A C F G B E D Antecedentes, familia Simaroubaceae 17 Figura 2.1.6. Quassia indica (especie endémica de África central) a. rama con flores y frutos x 2/3, b. capullo con glándulas en el cáliz x 3. Figura 2.1.7. Soulamea amara (Especie nativa de islas de Oceanía) a. rama fértil x 2/3. b. flor x 8, c. flor seccionada pistilo removido x 8, d. fruto x 1 Biosíntesis de quasinoides 18 2.2. Biosíntesis de quasinoides Los quasinoides son nortriterpenos amargos que han sido aislados de la familia Simaroubaceae. La biosíntesis de los quasinoides (así como de los limonoides) es a partir del triterpeno eufol (I) (que en la configuración 20S se denomina tirucalol), el cual se deriva por las migración de electrones del catión damarano, el cual a su vez por la ruptura y posterior ciclación del 2,3-epóxido de escualeno en la conformación silla-silla-silla. El eufol (I) sufre una isomerización alílica para formar el butirospermol (II), el cual se oxida y rearregla a través de la migración de un grupo metilo para formar triterpenos 7-hidroxilados: el apoeufol (20R) (III) o apotirucalol (20S) (IV), este último de manera principal. (Figura 2.2.1). (Waterman, 1993, Bruneton, 1993, Dewick, 1997). Los limonoides se forman a partir del apoeufol (III) o apotirucalol (IV), mediante rearreglos de la cadena en C17 que generan un anillo de furano, y los quasinoides se forman a partir de una reacción de eliminación no bien estudiada de 10 átomos de carbono (incluído uno de la posición C4) que termina con la formación de la δ-lactona característica de los quasinoides (Figura 2.2.2) (Dewick, 1997). Biosíntesis de quasinoides 19 El apoeufol (III) (o su 20-estereoisómero, apotirucallol VI) sufre una expansión en el anillo de ciclopentano a través de una oxidación en C16 y posterior ruptura del enlace C16-C17 para formar una lactona (V), que se hidroliza para formar la lactona VI a través de una transesterificación con el grupo hidroxilo de la posición 7 (Waterman 1993, Bruneton, 1993). Según Waterman (1993), la apertura del anillo de ciclopentano para formar la lactona de 6 miembros V implica la formación de un epóxido en 14,15, lo que explicaría la presencia de grupos funcionales hidroxilo o insaturaciones en esta posición, que presentan comúnmente los quasinoides. (Esquema 2.2). Posteriormente se elimina la cadena en C13 y un grupo metilo en C4 para formar el esqueleto C20 que presentan principalmente los quasinoides VII. (Figura 2.2.2). Algunas especies de Simaroubaceae sintetizan quasinoides con esqueleto principal C25, ya que poseen una lactona de 5 miembros ligada a la posición 13. En estos compuestos la eliminación de la cadena de 8 miembros no se lleva a cabo y sufre un rearreglo para formar este anillo lactónico. En los quasinoides, los grupos metilo de las posiciones 4 y 13 principalmente quedan en posición ecuatorial, aunque es muy común la presencia de un doble enlace en las posiciones 3,4. Sin embargo no se ha aislado ningún quasinoide con un gem-dimetilo en la posición 4. Algunas especies de la familia Simaroubaceae realizan modificaciones especiales en el esqueleto principal C20, reduciendo el número de átomos de carbono, o formando otro tipo de modificaciones que se estudiarán en el Capítulo 3. Biosíntesis de quasinoides 20 H HO H H H HO H H H H HO H H H O H H+ HO H H OH O H HO H H H OH Figura 2.2.1. Transformación del eufol a apoeufol Eufol (20R) (I) Tirucalol (20S) Butirospermol (II) Isomerización alílica [O] LIMONOIDES Apoeufol (20R) (III) Apotirucalol (20S) (IV) QUASINOIDES 20 Biosíntesis de quasinoides 21 8 HO H H OH CO2H OH C H HO H H H OH O HO H H O OH C O 8 7 O H H O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 20 21 Apoeufol (20R) (III) Apotirucalol (20S) (IV) Figura 2.2.2. Transformación del apoeufol para la formación de quasinoides H HO H H H OH 16 17 20 VI HO H H OH O O C 8 V 14 15 4 13 7 VII Esqueleto quasinoide principal 3 QQQQuasinoides aislados de las uasinoides aislados de las uasinoides aislados de las uasinoides aislados de las especies de la familia especies de la familia especies de la familia especies de la familia SimaroubaceaeSimaroubaceaeSimaroubaceaeSimaroubaceae Quasinoides de la familia Simaroubaceae 23 a revisión bibliográfica sobre el aislamiento de quasinoides, su biosíntesis, actividad biológica, síntesis y propiedades químicas fue realizada por primera vez por la investigadora francesa Judith Polonsky (Polonsky J., 1973, 1985), después de muchos años de investigaciones en éste campo. Posteriormente a esta publicación, se han descrito numerosos estudios químicos de más especies de la familia Simaroubaceae y se han reportado más estudios sobre la actividad biológica de éstos compuestos. En este capítulo se actualizó el trabajo de revisión hecho por Polonsky en cuanto al aislamiento y características químicas de los quasinoides. La información se presenta ordenando a los quasinoides por el número de carbonos en su esqueleto principal C18, C19, C20, o C25 (Figura 3.1), y también se tomó en cuenta las posiciones en que se presentan insaturaciones. Al final del capítulo, en la Tabla 3.1, se enlistaron los quasinoides descritos en orden de los géneros y especies de los cuales han sido aislados, así mismo, se presentan las referencias bibliográficas correspondientes. En esta tabla también se corrigieron algunos errores de sinonimias botánicas entre especies o géneros, en especial para el género Castela. L Quasinoides de la familia Simaroubaceae 24 H O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 20 21 H H O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 19 20 21 O H H O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 20 21 C18C19 C20 O O H O O 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 20 21 17 20 22 23 21 O H O O O OH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 19 20 21 20 22 23 17 C25 C25 Figura 3.1. Esqueletos principales de los quasinoides en base al número de átomos de carbono que presentan A B C A B C A B D C A B C D A B C D Quasinoides de la familia Simaroubaceae 25 3.1. Quasinoides C18 También denominados samaderinas, este tipo de quasinoides son producidos por muy pocos géneros de Simaroubaceae: Samadera y Eurycoma. La Dra. Polonsky reportó hasta 1985 el aislamiento de tres quasinoides de éste tipo, la samaderina A (1) aislada de Samadera indica, y las lauricolactonas A (2) y B (3), aisladas de Eurycoma longifolia. Han sido reportados nuevos quasinoides de éste grupo aislados nuevamente de E. longifolia, como las euricolactonas A (4) y B (5), que ésta última es el único quasinoide halogenado que se ha aislado, y la lauricolactona (6) que muestra una función lactona en el anillo A. O HO O O O O OH O O H OO OH O O H OO H 1 2 3 Samaderina A Lauricolactona A Lauricolactona B OH OH O O H O O O OH O O H OO Cl O OH O O H O O 4 5 6 Eurycolactona A Eurycolactona B Lauricolactona Quasinoides de la familia Simaroubaceae 26 3.2. Quasinoides C19 Se han aislado varios tipos de quasinoides con esqueleto principal C19. Este tipo de quasinoides pueden presentar una función lactona de la posición C14 a C12, de C13 a C11 (euricomálido (14)), o de C14 a C7 con anillo de 5 miembros (longilactona (16)). Estos tipos de quasinoides son principalmente aislados de Eurycoma sp y Samadera sp. Otros tipos de quasinoides C19 son los que presentan un rearreglo entre los anillos A-B para formar un par de ciclos de 5 miembros (18-22). Los nuevos quasinoides que han sido encontrados son las cedroninas (9,10) de Samadera cedron; la dehidroeuricomalactona (12), la longilactona (13), la ∆4,5- euricomalactona (14) y los euricomálidos (15,16) de Eurycoma longifolia, y la indaquasina A (17) aislada de Quassia indica. En cuanto a quasinoides del tipo de la shinjulactona B (18) que fue aislada de Ailanthus altíssima, se han aislado más quasinoides de éste tipo en otras especies de otros géneros como el poliandrol (19) y el 15-O-acetil-5(S)-poliandrol (Figura 3.2.1) de Castela polyandra; el javanicólido (20) y el yadanziolido D (21) de Brucea javanica; y la ailanquasina A (22) de Ailanthus malabarica. Quasinoides de la familia Simaroubaceae 27 Samaderinas: O HO O O O O OH O HO O O O HO OH O HO O OH O O OH O HO O OH O O OH 7 8 9 10 Samaderina B Samaderina C Cedronolina Cedronina O HO O O O OH O HO O O O OH HO O O O HO H OH OH OH O O H O O OH 11 12 13 14 Euricomalactona Dihidroeuricomalactona Longilactona ∆ 5,6 -euricomalactona O H OH OH OH O O OH O O H O OH OH OH O O H O OH OH OH O 15 16 17 Euricomálido A Euricomálido B Indaquasina A Compuestos modificados en los anilllos A-B O H O HO O HO OO H H H O O HO OH OH O H H O HO O O O OH H H O OOH OH OH O O O O H H OH OH OH OH O 18 19 20 21 shinjulactona B poliandrol javanicólido A yadanziólido D O O O H H O OH O OH H 22 ailanquasina A 12 14 11 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 28 Además se han aislado quasinoides desmetilados totalmente en la posición 4, llamados javanicinas y javanicinósidos (23-26), aislados de Picrasma javanica únicamente. En el trabajo de la Dra. Polonsky no se mencionan todos estos tipos de quasinoides porque no habían sido descubiertos. Quasinoides desmetilados en C4 O O O O O OH H H H O OH O O O O H H O O O O O O O O H H OH O O O 23 24 25 javanicina A javanicina B javanicina D 13β-OH-16-OMe: javanicina C 16-oxo : javanicina F 2,12-metoxi, 16-oxo : javanicina G 16-O-Glu : javanisinosido A ∆ 14,15 : javanicina I 16-oxo : javanicina J 16β-O.Me : javanicina E 16α-O-Glu : javanicinosido C 16α-O-Glu, 12,13-saturado : javanicinosido B 16-OH : javanicina M 11α-OH-13β-OH : javanicina H 13β-OH-16α-O-Glu : javanicinósido D O O O O O H H O O Glu H 2-acetil, 12-metoxi : javanicinosido F (26) 2-metoxi, 12-metoxi : javanicinosido G 2-hidroxi, 12-acetoxi, 13-hidroxi: javanicinosido H _________________________________ 4 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 29 Figura 3.2.1 Configuración obtenida por cristalografía de Rayos X del 15-O-acetil- 5(S)-polyandrol aislado de Castela polyandra, a la derecha representación plana (Obtenido de Grieco et al, 1999) O O O H H O OH O OH H O O Quasinoides de la familia Simaroubaceae 30 3.3. Quasinoides C20 Como se describió anteriormente, el esqueleto principal que presentan los quasinoides es C20. La Dra. Polonsky describió que estos quasinoides presentan diferentes “patrones de oxidación” en el anillo A (Figura 3.3.1)1. Figura 3.3.1. Patrones de oxidación en el anillo A de los quasinoides Es importante mencionar que los patrones de oxidación en el anillo A también van relacionados con patrones de oxidación en el anillo C (como la presencia de puentes tipo oximetileno y oxidación hasta carboxilo en la posición 21), y con formación de ésteres en la posición 15, dependiendo de los géneros que los biosintetizen. 1 La Dra. Polonsky no mencionó los patrones de oxidación (e) y (f). También describió una forma de oxidación que solo se ha encontrado en un quasinoide (sergeólido). (a) (b) (c) (d ) (e) (f ) (g ) Quasinoides de la familia Simaroubaceae 31 Los patrones de oxidación del tipo (a) y (b) son los más comunes dentro de los quasinoides 3,4-insaturados y se han encontrado prácticamente en todos los géneros de la familia Simaroubaceae; mientras que los quasinoides saturados son escasos, sólo se presentan en algunos géneros como Castela y Ailanthus. Los quasinoides 1,2-insaturados y 1,2,4,5 insaturados son exclusivos del género Brucea. El patrón de oxidación (g) es uno de los más abundantes también y se ha encontrado específicamente en algunos géneros como Picrasma y Quassia. A continuación se hace una descripción de los quasinoides C20 hasta ahora conocidos de acuerdo a la presencia de insaturaciones. Quasinoides C20 saturados: Son poco abundantes, principalmente se han encontrado en Ailanthus (shinjulactonas (28,29)), Castela (amarólido (27), chaparrólido (30), chaparramarina (32), castelalina (33),y 11-O-trans-p-cumaroil-amarólido (34)). No poseen puente oximetileno en el anillo C (excepto la shinjulactona D) ni oxidación en las posiciones 14, 15. H HO O O HO O O HO O HO O HO H O OH O O HO O O H OH HO O HO O O H OH O O HO O O H O O 27 28 29 30 31 Amarólido Shinjulactona D Shinjulactona H Chaparrólido Picrasina C H O O OH OH O O H HO O OH O O OH H HO OO O O O OHO HH O H O OH O O OH OH OH H H O 32 33 34 35 Chaparramarina Castelalina 11-O-trans-p-cumaroil-amarólido Indaquasina D; 15-OH : Indaquasina E 14 15 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 32 Quasinoides C20 1,2- insaturados y 1,2,4,5-insaturados Este tipo de quasinoides están presentes únicamente en Brucea sp., se caracterizan por tener los patrones de oxidación (e) y (f) en el anillo A (Figura 3.3.1). Al igual que la gran mayoría de los quasinoides de Brucea sp., están oxidados hasta carboxilo en la posición 13 (principalmente esterificados con grupo metilo). Poseen un puente oximetileno en el anillo C y esterifican ácidos en la posición 15, además comúnmente se encuentran glucosilados en la posición 2 (excepto los 4,5-insaturados). OH HO OH HO O O O O O OH O H HO O O O O OH HO OH HO O O O O O OH O H HO O O O O 36 37 Bruceantinósido A Yadanziósido M OH HO OH HO O O O O O OH O H HO O O O O OH HO OH HO O O O O O OH O H HO O O O O O O OH HO OH HO O O O O O OH O H HO O O O O 38 39 40 Yadanziósido A Yadanziósido O Yadanziósido F O O O HO H O OH HO O OO O O O O HO H O OH HO O OO O O O O HO H O OH HO O OO O O O HO H O OH HO O OO OHO 41 42 43 44 Dehidrobruceína B Dehidrobruceantarina Dehidrobruceantina Dehidrobruceantol 13 15 2 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 33 Quasinoides C20 3,4-insaturados Son el grupo más abundante de quasinoides, que como se mencionaba, presentan los patrones de oxidación de tipos (a), (b) o (d) en el anillo A (Figura 3.3.1). La gran mayoría de los géneros de Simaroubaceae producen éste tipo de quasinoides, pero en menor grado Quassia sp. y Picrasma sp., que se caracterizan por producir quasinoides del tipo 2,3-insaturados. Estos quasinoides se caracterizan porque la mayoría presenta puente oximetileno en el anillo C, ya sea en las posiciones 11 a 20, o 13 a 20, son muy pocos los quasinoides de este grupo que no lo presentan, como la klaineanona y derivados hidroxilados (45-47) aislados de Hannoa klaineana y la shinjulactona G (48) de Ailanthus altissima. HO H O OH O O HO H O OH O O OH HO OH O OH O O OH HO H O OH O O OH 45 46 47 48 Klaineanona 15-hidroxi-klaineanona 14,15-dihidroxi- Shinjulactona G Klaineanona Los demás quasinoides podrían clasificarse de acuerdo a la dirección del puente oximetileno, ya sea rumbo a la posición 11 o a la posición 13. La presencia y posición de éste puente modifica la conformación de la molécula en el anillo C. Quasinoides de la familia Simaroubaceae 34 Los quasinoides con puente oximetileno rumbo a la posición 11 han sido aislados principalmente de los géneros Simarouba, Ailanthus, Castela y Hannoa, pueden tener los patrones de oxidación (a) o (b) según el grupo hidroxilo de la posición 2 esté o no oxidado a cetona. Muchos de estos quasinoides presentan un grupo hidroxilo en la posición 15, o bien en la posición 6, y pueden esterificar diversos ácidos. Se han aislado quasinoides glucosilados en las posiciones 2 y 15. HO O O O HO H O OH O O HO OH H O OH O O O HO O HO O HO H O OH HO O HO O HO H O OH OH HO O HO O HO H O OH O Tigloil 49 50 51 52 53 Chaparrinona Ailantinona Chaparrina 6-hidroxichaparrina 6α-tigloiloxi- Chaparrina O HO OH O H OH HO OH O O O HO OH H O OH HO O OH O O O HO OH H O OH HO O O O O O O OH O H OH HO OH O 53 54 55 56 Glaucarubol Glaucarubina 2´-Acetil-Glaucarubina Glaucarubulona O HO OH O H OH HO O OH OHO O OH OH O O OH O H OH HO O OH OHO O OH OH HO O HO O HO H OH O O 57 58 59 Glaucarubol-15-O-β-D-glucopiranósido Glaucarubulona-15-O-β-D-glucopiranósido Excelsina O O HO OH H O OH O O OH O O O HO OH H O OH O O CH3O O O HO OH H O OH O O CH3 OH O 60 61 62 Glaucarubinona Castelanona Soularubinona 15 2 11 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 35 O OH HO OH H O OH O O O OH HO OH H O OH O O OH OH O HO H O OH O O O O OH HO O O HO H O OH HO O O 63 64 65 66 13,21-dihidro-euricomanona 13,21-dihidroxi-euricomanona holacantona Glaucarubol-15-isovalerato O O HO OH H O OH O O O O O H O O OH HO H H H O O O OH H O O OH HO HO OH O HO O O HO H O OH H HO O O HO H O OH OH O OH HO HO OH O 67 68 69 70 undulatona 6α-senecioil-oxi- chaparrinona castelósido A castelósido B ______________________________________________________________ Figura 3.3.2 Configuración espacial obtenida por cristalografía de rayos X de dos quasinoides 3,4-insaturados: 1-epi-holacantona (A) y 1-epi-glaucarubulona (B) aislados de Castela polyandra (Obtenidas de Grieco P.A., et al, 1999) (A) (B) Quasinoides de la familia Simaroubaceae 36 Se han aislado también quasinoides 3,4-insaturados con puente oximetileno de C20 a C11, que se caracterizan por poseer también insaturación en la posición 13-21, principalmente han sido aislados de Ailanthus y Eurycoma. HO O O O HO H O OH HO O HO O HO H OH O HO O O O HO H O OH OH HO O HO O HO H OH O O O 71 72 73 74 Ailantona Shinjulactona A Shinjulactona E 13,21-dehidro-glaucarubol -15-isovalerato O O HO OH H O OH O O O O O HO OH H O OH O O OH O CH3 O OH HO OH H O OH HO O O OH HO OH H O OH O OOHO OH HO OH 75 76 77 78 13,21-Dehidroailantinona 13,21-dehidro-Glaucarubinona Euricomanol Euricomanol-2-cetona: Euricomanona 2-O-β-D-glucopiranósido Los quasinoides 3,4-insaturados con puente oximetileno rumbo a la posición 13 principalmente han sido aislados de Brucea sp. Pueden poseer patrones de oxidación (a), (b) o (d) en al anillo A (Figura 3.3.1). La mayoría presentan estados de oxidación hasta carboxilo en la posición 21 y están esterificados principalmente en la posición 15. Los quasinoides con patrón de oxidación (d) comúnmente presentan carbohidratos en la posición 2. OH OH HO O OH O O O OH OH OH HO O OH HO O O OH OH OH HO O OH HO O O OH OH OH OH HO O OH O O O OH OH 79 80 81 82 Bruceína D Bruceína E Bruceína F Yadanziólido A 1-α: Yadanziólido C 13 21 13 15 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 37 OH OH HO O OH O O O OH OH OH OH HO O OH O O O OH 83 84 Yadanziólido B Samaderina E O O O OH O H OH HO O O O O O O O OH O H OH HO O O O O O O O O O HO OH H O OH O O O O 85 86 87 Bruceanol A Bruceanol B Bruceanol C H HO O O O HO O OH O O O O H HO O O O HO O OH O O O O H HO O O O HO O OH O O O OH O 88 89 90 Bruceína A Bruceína B Bruceína C O O O HO OH H O OH O O O O O O O HO OH H O OH O O O O O O O HO H O OH O O OHO O O O O HO H O OH O O OHO O 91 92 93 94 Isobruiceína A Isobruceína B Bruceantarina Bruceantina O O O HO O O O OH O H HO O O O H O HO O OH O O O HO O O O HO O O O HO H OH O O O O O 95 96 97 Bruceantinol Brusatol Quasimarina 21 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 38 HO O O O HO H OH O O O O HO H O OH O O O O O OOHO OH HO OH OH OH O O HO H O OH O O OHO H 98 99 100 Simalikalactona D Yadanziósido E Bruceólido OH HO OH HO O O O O O HO H O OH O O O O OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O O O O OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O OH O O O 101 102 103 Bruceantinósido B Yadanziósido I Yadanziósido J OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O O O O O O OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O OH O O O OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O O O O 104 105 106 Yadanziósido K Yadanziósido L Yadanziósido B OH HO OH HO O O HO H O OH O OO O O O O O HO H O OH O O O O O OOHO OH HO OH OH O HO H O OH O O O O O OOHO OH HO OH OH 107 108 109 Bruceósido B Yadanziósido D Yadanziósido H Quasinoides de la familia Simaroubaceae 39 Quasinoides C20 2,3-insaturados, 12,13-insaturados y 2,3,12,13- insaturados: Este es un grupo abundante de quasinoides. Presentan el patrón de oxidación (c) en el anillo A (Figura 3.3.1). Se han aislado principalmente de Picrasma sp., (=Aeschrion sp) y Quassia sp. No presentan puente oximetileno en el anillo C, ni esterificación en la posición 15. Se han aislado principalmente quasinoides 2,3-insaturados (que pueden ser 16-hemiacetales) (110-133). También se han aislado quasinoides 12,13-insaturados (134-137), 2,3,12,13- insaturados (138-145) y un 2,3,14,15-insaturado (146). O O O OH HO H O O O O O HO H OH O O O O HO H O O O O O O H O O O O O O HO H OH OH 110 111 112 113 114 Paraína Nigakilactona A Nigakilactona B Nigakilactona C Nigakilactona N O O O O HO H O OH O O O O HO OH OH O O O O O H O OH O O O O O O H O OH O O O O HO OH O OH 115 116 117 118 119 Nigakilactona F Nigakilactona M Nigakilactona E Nigakilactona L Nigakilactona H O O O O O OH O O O O O O OH O OH O O O OH O H HO 120 121 122 Picrasina E Picrasina F Isoparaína Quasinoides de la familia Simaroubaceae 40 Hemiacetales: O O O OH HO H O OH O O O OH HO H OH O O O OH O H O OH O O O O OH O H OH OH O O O O HO H OH 123 124 125 126 127 Nigakihemiacetal A Nigakihemiacetal C Nigakihemiacetal D Nigakiheacetal E Nigakihemiacetal F O O O HO H OH O O OH OH OH OH O O O HO H O O O OH OH OH OH OH O O O OH O H O Quasinoides 12,13-insaturados: O O HO O O H O O O HO O O H O OH OHO OH HO OH O H O O O O O H HO O OH O O OH HH 134 135 136 137 Picrasina B 6-α-hidroxi-Picrasina B Picrasinósido A Castelanólido Quasinoides 2,3,12,13-insaturados: O O O O O H O O O O O O H O OH O O O O O H OH O O O O O H O 138 139 140 141 Quasina 18-hidroxi-quasina 12-nor-quasina Isoquasina (Picrasmina) Picrasinol B (133) 11,12-metil éter: Picrasinósido C (128) 11-Ac, 12-Me éter: Picrasinósido D (129) 12-Me-éter : Picrasinósido F (130) Picrasinósido G (131) 11-Ac, Picrasinósido E (132) Quasinoides de la familia Simaroubaceae 41 O O O OH O H O O OH HO OH HO O H O O O O O O O O O HO O OH 146 Nigakilactona K Algunos géneros como Castela, Ailanthus y Soulamea que no producen quasinoides 2,3- insaturados, son capaces de producir insaturaciones en posiciones 2,3 y 12,13. Por ejemplo el castelanólido aislado de Castela sp. la quasina, neoquasina, ∆2,3-picrasina B, han sido aisladas de Ailanthus y Soulamea. En Brucea también se ha reportado la presencia de quasinoides 2,3-insaturados (147, 148), que han sido reportados con la presencia del puente oximetileno en el anillo C, pero estos dos quasinoides son los únicos que presentan metil-carboxilato en la posición 13, y esterificación con un grupo hidroxilo en la posición 15 (característico de los quasinoides 3,4-insaturados). También se ha reportado en Brucea la presencia de quasinoides 3,4,12,13-insaturados en donde la presencia de la instauración en 12,13 parece sustituir la presencia de puente oximetileno, la oxidación en la posición 13 y la esterificación en la posición 15. OH HO OH HO O O O O O O OH H HO O O O O OH HO OH HO O O O O O O OH H HO O O O O O O 147 148Yadanziósido N Bruceantinósido C 142 Nigakihemiacetal B 16-epímero : Javanicina B (143) 144 Picrasinósido B 16-epímero : Javanisinósido C (145) 13 15 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 42 Figura 3.3.3 Configuración espacial obtenida por cristalografía de rayos X de la perforaquasina, un quasinoide 2,3,12,13-insaturado aislado de Harrisonia abyssinica, a la derecha representación plana. (Obtenido de Rajab M., et al, 1999). Quasinoides de la familia Simaroubaceae 43 Quasinoides C20 con otras insaturaciones o modificaciones: Algunas especies de la familia Simaroubaceae son capaces de hacer oxidaciones inusuales en el núcleo principal quasinoide. El género Ailanthus se ha caracterizado por hacer modificaciones especiales como las shinjulactonas de A. altissima (149-151) y las vilmorininas de A. vilmoriniana (158-160). Otros casos especiales son la javanicina (154) aislada de Brucea javanica; los quasinoides 4,5-insaturados de Castela erecta subsp. texana (155, 156); algunos quasinoides con sistemas de dobles enlaces conjugados como el karinólido de Simaba multiflora (153), el sergeólido de Picrolemma pseudocoffea (152), y la indaquasina de Quassia indica (157), que además tiene un sistema especial de transesterificación rumbo a la posición 12. HO O O O O H HO O H H HO O O O HO H O O HO O O O O H HO OH O O H O O OH OH H H O O O O O HO O O O HO OH OH 149 150 151 152 153 Shinjulactona F Shinjudilactona Shinjulactona C Sergeólido Karinólido O O O O O O O O O O O O HO O O O H O OH HO OH HO HO HO HO O O HO H O OH HO OH OH O H OH OH O O OH OH 154 155 156 157 Javanicina Castelósido C ∆4,5-glaucarubol Indaquasina B O O OH O H H OH H O O COOH H O O OH O H H O O H O O CH 3 O O OH O H H O O H O OH CH 3 158 159 160 Vilmorinina A Vilmorinina B Vilmorinina C 1-epimero: vilmorinina D (161) 5-epímero: vilmorinina E (162) 12 3 4 5 6 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 44 3.4. Quasinoides C25 Han sido pocos los quasinoides aislados de éste tipo, se forman por una reacción de lactonización de la cadena enlazada a la posición 13, como puede observarse, ninguno presenta alguna oxidación en la posición 12, por lo que se ha supuesto que es necesario la ausencia de oxidación en ésta posición para la formación del anillo lactónico en la posición 13 (Polonsky, 1985). Son pocos los géneros en donde se han encontrado éste tipo de quasinoides. Se podría mencionar Picrasma (picrasina A (166), javanicinósido E (172)), Soulamea (soulameólido y guanepólido (163,164)), Hannoa (klaineanólidos A y B (169,170)), Simarouba (simarólido (165)) y Odyendea (odiendeno y odiendano (167, 168)) y raramente Quassia (indaquasina F (171)). HO O O O O O O OH O O OH O O O H O OH O O O O HO O O H O O O O O O O O HO H O O O H 163 164 165 166 Soulameólido Guanepólido Simarólido Picrasina A O O O O O O O O O O O O O O O OH O O OH O O H H O O O H H O O O O 167 168 169 170 Odiendeno Odiendano Klaineanólido A klaineanólido B O O O OH OH H O OH O O O O O O H H O Glu O O O 171 172 Indaquasina F Javanicinosido E 12 13 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 45 Tabla 3.1 Referencias del aislamiento de quasinoides de las especies de la familia Simaroubaceae ge ne ro Especie quasinoides aislados Tipo Referencia Investi gador Año A. altissima “árbol del cielo” “Shinju” Ailantona Amarólido Chaparrinona Shinjulactona C Shinjulactona A Shinjudilactona Shinjulactona F Shinjulactona G Shinjulactona H Shinjulactona B Shinjulactona D Shinjulactona E C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C19 C20 C20 Tetrahedron Lett, 3983 Tetrahedron Lett, 2273 Bull.Soc.Chim.Fr, 2793 Tetrahedron Lett, 23, 1205 Bull.Chem.Soc.Jpn.,56,3694 Bull.Chem.Soc.Jpn.,56,3683 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2885 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2013 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2013 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2484 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2484 Bull.Chem.Soc.Jpn.,57,2484 J. Polonsky C. Casinovi J. Polonsky M. ishibashi H. Naora M. Ishibashi M. Ishibashi M. Ishibashi M. Ishibashi T. Furuno T. Furuno T. Furuno 1964 1965 1965 1982 1983 1983 1984 1984 1984 1984 1984 1984 A. excelsa Excelsina ∆ 13,21 -glaucarubol-15-isovalerato C20 C20 Indian J. Chem. Sect. B. 19, 183 S.A. Khan 1980 A. glandulosa Amarólido Nigakihemiacetal B (Neoquasina) Quasina Shinjulactona A C20 C20 C20 C20 CA, 66, 75879 Bull.Chem.Soc.Jpn.,56, 3694 C. Casinovi H. Naora 1966 1983 A. malabarica Ailanquasina A Ailanquasina B Chaparrinona ββββ-carbolinas, alcaloides del indol C19 C20 C20 Phytochemistry, 37, 579 H. Aono 1994 A il a n th u s A.vilmoriniana Vilmorininas A -F C20 Phytochemistry, 48 K. Takeya 1998 B ru c e a 2 B. antidysen terica Isobruceína B Bruceantarina Bruceantina Dehidrobruceína B Dehidrobruceantarina Dehidrobruceantina Dehidrobruceantol Bruceantinol Bruceantinósido A Bruceantinósido B (Yadanziósido P) Bruceanol A Bruceanol B Bruceantinósido C Bruceanol C Yadanziósido M C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 J.Org. Chem., 40, 648 Plant. Med. 35, 308 J. Nat. Prod. (Lloydia), 44, 970 J. Nat. Prod. (Lloydia), 44, 470 J. Nat. Prod. (Lloydia), 48, 972 J. Nat. Prod. (Lloydia), 48, 972 J. Nat. Prod. (Lloydia), 50, 1075 J. Nat. Prod. (Lloydia), 51, 349 J. Nat. Prod. (Lloydia), 52, 398 S. Kupchan S. Kupchan S. Kupchan S. Kupchan S. Kupchan S. Kupchan S. Kupchan J. Phillipson M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano N. Fukamiya N. Fukamiya M. Okano 1975 1975 1975 1975 1975 1975 1975 1979 1981 1981 1985 1985 1987 1988 1989 2 Brucea amarissima y Brucea sumatrana han sido catalogadas como sinónimos Quasinoides de la familia Simaroubaceae 46 B. amarissima Bruceína A Bruceína B Bruceína C Bruceína F Bruceína D Bruceína E Javanicósido I Javanicósido J Javanicosido K Javanicósido L C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 Experimentia, 23, 424 Experimentia, 23, 424 Experimentia, 23, 424 Compt. Rend. Hebd.Seances A., 268 J. Org. Chem., 44, 2180 J. Org. Chem., 44, 2180 Phytochemistry, 65, 3167 Phytochemistry, 65, 3167 Phytochemistry, 65, 3167 Phytochemistry, 65, 3167 J. Polonsky J. Polonsky J. Polonsky J. Polonsky K.H. Lee K.H. Lee K. Takeya K.Takeya K. Takeya K. Takeya 1967 1967 1967 1969 1979 1979 2004 2004 2004 2004 B. javanica Dehidrobruceína B Bruceósido A Bruceósido B Yadanziósido B Yadanziósido I Yadanziósido J YadanziósidoK Yadanziósido L Yadanziósido A Yadanziósido O Yadanziósido F Yadanziósido D Yadanziósido H Yadanziósido E Yadanziólido A Yadanziólido B Yadanziólido C Yadanziósido N Javanicina Javanicólido A Javanicólido B Javanicósido A C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C19 C20 C20 J.Org. Chem., 40, 648 CA, 95, 280 CA, 95, 280 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 32, 4702 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Bull. Chem. Soc. Jpn, 32, 4702 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Chem. Pharm. Bull., 32, 4698 Bull. Chem. Soc. Jpn, 58, 2673 Bull. Chem. Soc. Jpn, 59, 3541 Phytochemistry, 29, 2720 Tetrahedron, 59, 9985 Tetrahedron, 59, 9985 Tetrahedron, 59, 9985 S. Kupchan Xi Li Xi Li T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki S.Yoshimura T. Sakaki T. Sakaki T. Sakaki S.Yoshimura S.Yoshimura S.Yoshimura T. Sakaki L. Lin K. Takeya K. Takeya K. Takeya 1975 1981 1981 1984 1984 1984 1984 1984 1984 1984 1984 1985 1985 1985 1985 1985 1984 1985 1986 1990 2003 2003 2003 B. mollis var tonkinensis Bruceina B Buceina D Brusatol Bruceosido B Yadanziolido A soulameanona * Alcaloides tipo cantin-6-ona, ββββ-carbolinas C20 C20 C20 C20 C20 C20 Phytochemistry 39, 911 Y. Ouyang 1995 B. sumatrana ¿=Brucea javanica? Bruceína G Brusatol C20 C20 Experimentia, 24, 768 J. Org. Chem. 33, 429 G. Duncan K. Sim 1968 1968 C. erecta subsp. texana =C.nicholsoni =C. texana =C. tortuosa) (chaparro amargoso) Chaparrina Glaucarubulona Glaucarubol Glaucarubol-15-isovalerato Amarólido Chaparrinona Chaparrólido Castelanólido Chaparramarina Castelósido A Castelósido B Castelósido C Castelalina 11-O-trans-p-cumaroil-amarólido Holacantona C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 J. Org. Chem. 26, 1217 Can. Journal of chemistry, 43, 2996 Phytochemistry, 9, 1887 Phytochemistry, 9, 1887 Tetrahedron Lett, 27, 2399 Phytochemistry, 10, 411 Phytochemistry, 10, 411 Phytochemistry, 10, 411 Phytochemistry, 31, 3961 Phytochemistry, 31, 3961 Phytochemistry, 31, 3262 Phytochemistry, 32, 215 Phytochemistry, 33, 461 J. Nat. Prod, 59, 73 J. Nat. Prod, 59, 73 T. Geissman T. Davidson W. Stocklin W. Stocklin W. Stocklin R. Mitchell R. Mitchel R. Mitchel I. Kubo I. Kubo I. Kubo I. Kubo I. Kubo J. Dou J. Dou 1961 1965 1970 1970 1970 1970 1970 1970 1992 1992 1992 1993 1993 1996 1996 C. twedii Castelanona C20 Compt. Rend. Hebd.Sect. C, 288 J. Polonsky 1979 C. retusa - - - - - C a s te la C.peninsularis Peninsularinona C20 Phytochemistry 37, 1451 P.Grieco 1994 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 47 C.polyandra Poliandrol 1-epi-holacantona 15-O-Acetil-glaucarubol 15-O-acetil-∆ 4,5 -glaucarubol 1-epi-5-iso-glaucarubolona 1-epi-glaucarubolona ∆ 4,5 -glaucarubol 15-O-acetil-5(S)-poliandrol C19 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C19 Phytochemistry 50, 637 P.Grieco 1999 E. longifolia “Tongkat Ali” Euricomalactona Euricomanol Euricomanona ∆ 5,6 -euricomalactona 2-O-β-D-Glu-euricomanol 13,21-dihidro-euricomanona 13,21-dihidro-oxieuricomanona Longilactona 14,15-dihidroxi-klaineanona 6-dehidroxi-longilactona 7α-hidroxi-euricomalactona Euricolactona A Euricolactona B Euricolactona C Euricomalido A Euricomalido B 13β,21-diihidroxi-euricomanol 5α,14β,15β-trihidroxiklaineanona *alcaloides cantin-6-ona, ββββ-carbolinas C19 C20 C20 C19 C20 C20 C20 C19 C20 C19 C19 C18 C18 C20 C19 C19 C20 C20 J.Org. Chem. 35, 1104 Phytochemistry, 21, 2091 Phytochemistry, 21, 2091 J.Org. Chem. 49, 2820 Phytochemistry, 28, 2857 Chem. Lett, 749 Chem. Lett, 749 Chem. Lett, 749 Chem. Lett, 749 Phytochemistry, 33, 691 Phytochemistry, 33, 691 Tetrahedron Lett, 41, 6849 Tetrahedron Lett, 41, 6849 Tetrahedron Lett, 41, 6849 Bioorg & Med. Chemistry, 12, 537 Bioorg & Med. Chemistry, 12, 537 Bioorg & Med. Chemistry, 12, 537 Bioorg & Med. Chemistry, 12, 537 Le Van Toi M. Darise M. Darise Bates K.L. Chan H. Morita H. Morita H. Morita H. Morita H.Morita H. Morita K. Takeya K. Takeya K. Takeya W. Tian W. Tian W. Tian W. Tian 1970 1982 1982 1984 1989 1990 1990 1990 1990 1993 1993 2000 2000 2000 2004 2004 2004 2004 E u ry c o m a E. harmandiana Iandonósidos A, B Castelósido B Dihidro-euricomanona Chaparrinona Glaucarubulona Ailanquasina B C20 C20 C20 C20 C20 C19 Phytochemistry, 57, 1205 K. Yamasaki 2001 H. klaineana Chaparrinona Klaineanona 15-deacetil-undulatona 6α-tigloil-oxi-glaucarubol Undulatona Glucosidos de glaucarubol Klaineanólido A Klaineanólido B *alcaloides C20 C20 C20 C20 C20 C20 C25 C25 Bull. Soc. Chim. Fr., 2793 Bull. Soc. Chim. Fr., 2793 Phytochemistry, 23, 2121 Phytochemistry, 23, 2121 Phytochemistry, 23, 2121 Phytochemistry, 24, 2387 Phytochemistry, 26, 317 Phytochemistry, 26, 317 J. Polonsky J. Polonsky R.Vanhaelen R.Vanhaelen R.Vanhaelen R.Vanhaelen R.Vanhaelen R.Vanhaelen 1965 1965 1984 1984 1984 1984 1987 1987 H a n n o a H. undulata (=Quassia undulata) Undulatona C20 Tetrahedron, 35, 17 M.C. Wani 1979 Holacantha emory Holacantona C20 O d y e n d e a Odyendea gabonensis Odyendeno Odyendano Ailantinona 2´-acetil-glaucarubinona 2´-acedtil-glaucarubina C25 C25 C20 C20 C20 Tetrahedron Lett., 26, 3457 P. Forgacs 1985 P.madagasca rensis “Kirondro” Glaucarubina Glaucarubinona C20 C20 Phytochemistry, 4, 149 A.Gaudemer 1965 P e rr ie ra P. orientales 15-hidroxi-klaineanona C20 Compt. Rend. Hebd…,280,1149 J. Polonsky 1975 Quasinoides de la familia Simaroubaceae 48 Picrasma ailanthoides “nigaki” (Japón) Nigakihemiacetal A Nigakihemiacetal B (Neoquasina) Nigakihemiacetal F Nigakihemiacetal D Nigakihemiacetal E Nigakilactona A Nigakilactona B Nigakilactona C Nigakilactona D (Quasina) Nigakilactona H Nigakilactona K Nigakilactona M Nigakilactona N Nigakilactona F Nigakilactona E Nigakilactona L Picrasinósido A Picrasinósido B Picrasinósido C Picrasinósido D Picrasinósido E Picrasinósido F Picrasinósido G Picrasinol A Picrasinol B Picrasina C (Nigakilactona J) Picrasina E Picrasina D C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 Tetrahedron, 27, 5147 Tetrahedron, 27, 5147 Tetrahedron, 27, 1545 Bull. Chem. Soc. Jpn. 46, 3621 Chem. Pharm, Bull, 23, 2188 Tetrahedron, 27, 1545 Tetrahedron, 27, 1545 Tetrahedron, 27, 1545 Tetrahedron, 27, 1545* Tetrahedron, 27, 5147 Tetrahedron, 29, 1515 Tetrahedron, 29, 1515 Tetrahedron, 27, 1545 Tetrahedron, 27, 1545 Tetrahedron, 29, 1515 Tetrahedron, 29, 1515 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Chem. Lett. 221 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Bull. Chem. Soc. Jpn. 58, 1793 Tetrahedron, 29, 1515 Phytochemistry, 14, 2473 Phytochemistry, 14, 2473 T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae T. Murae M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano M. Okano T. Murae H. Hikino H. Hikino 1971 1971 1971 1973 1975 1971 1971 1971 1971 1971 1973 1973 1971 1971 1973 1973 1985 1985 1985 1984 1985 1985 1984 1985 1985 1973 1975 1975 P. excelsa “quasiade Jamaica” Quasina C20 Tetrahedron, 15, 100 A. Valente 1961 P. javanica ¿=P. ailanthoides? Javanicinas A-Z Javanicinosidos A, C, D, E Javanicinosidos B, F,G, H C20 C20 C20 Phytochemistry, 29, 2617 Phytochemistry, 30, 4099 Phytochemistry, 40, 253 K. Koike K. Ishi K.Koike 1990 1991 1995 Picrasma quassioides “nigaki” Nigakilactona B Nigakilactona D (Quasina) Nigakilactona F Picrasina A (Nigakilactona G) Picrasina B (Nigakilactona I) Picrasina C (Nigakilactona J) Picrasina D Picrasina E Picrasina F Picrasina G C20 C20 C20 C25 C20 C20 C20 C20 C20 C20 Tetrahedron, 27, 5147 Phytochemistry,.14, 2473 T. Murae H. Hikino 1971 1975 P ic ra s m a 3 Picrasma crenata (=Aeschrion crenata) Isoparaína Paraína (Simalikalactona) 12-nor-quasina C20 C20 C20 Phytochemistry, 11, 807 J. Vitagliano 1972 Picrolemma pseudocoffea Sergeólido Isobruceína B 15-deacetil-sergeólido C20 C20 C20 Tetrahedron Lett, 23, 647 Tetrahedron Lett, 23, 647 J. Nat. Prod. (Lloydia), 47, 994 C. Moretti C. Moretti J. Polonsky 1982 1982 1984 P ic ro le m m a Picrolemma granatensis Quasinoides de tipo C20 Alcaloides tipo Canthin-6-ona Butenólidos C20 Phytochemistry, 43, 857 E. Rodriguez 1996 P ie rr e o d e n d ro n Pierreodendro n kerstingii Ailantinona Dehidroailantinona C20 C20 J. Org. Chem. 40, 654 S. Kupchan 1975 3 Picrasma ailanthoides y Picrasma quassioides (“nigaki”) parece tratarse de la misma especie pero las primeras investigaciones químicas las consideraban diferentes especies Quasinoides de la familia Simaroubaceae 49 Q. amara “quasia de Surinam” Quasina (Nigakilactona D) Nigakihemiacetal B Quasimarina 11-dihidro-12-norneoquasina 11α-O-Glu-16α-metoxi-neoquasin 1α-metoxi-quasina 12α-hidroxi-∆ 3,18 -paraina C20 C20 C20 C20 C20 C20 C20 J. Am. Chem. Soc. 60, 1146 Compt. Rend. Hebd…, 273, 601* J. Org. Chem. 41, 3481 Phytochemistry, 26, 3085 Phytochemistry, 32, 1007 Phytochemistry, 32, 1007 Phytochemistry, 32, 1007 E. Clarck J. Tresca S. Kupchan G.Grandolini P.Barbetti P.Barbetti P.Barbetti 1938 1971 1976 1987 1993 1993 1993 Q. africana Nigakihemiacetal B (Neoquasina) Nigakilactona B Paraina (Simalikalactona) Simalikalactona D Picrasina B (Nigakilactona I) C20 C20 C20 C20 C20 Compt. Rend. Hebd. Seances, 273, 601 J. P. Tresca 1971 Q u a s s ia Q.indica ¿=Samadera indica? Indaquasina A Indaquasina B Indaquasina C Indaquasina D Indaquasina E Indaquasina F Samaderinas B-E Dehidrosamaderina B Bruceina D Cedronina Cantin-2,6-diona C19 C20 C20 C20 C20 C25 C19 C19 C20 C19 alc Phytochemistry, 34, 505 Phytochemistry, 35, 459 K.Koike K.Koike 1993 1994 S. cedron Cedronolina Cedronina 7-epi-cedronina C19 C19 C19 J. Nat. Prod. (Lloydia), 50, 700 H. Jacobs 1987 S a m a d e ra S. indica ¿=Quassia indica? Samaderina A Samaderina E Samaderina C Samaderina B C18 C20 C19 C19 J. Chem. Res. (S), 14 J. Chem. Soc., Chem. Commun, 295 Bull. Soc. Chim. Fr. 2016 Bull. Soc. Chim. Fr. 2016 K.D. Onan M.C. Wani J. Zylber J. Zylber 1978 1977 1964 1964 S. orinocensis Guanepólido Simarinólido Simarólido C25 C20 C20 Tetrahedron Lett, 22, 3605 J. Polonsky 1981 S im a b a S. multiflora 6α-Tigloil-oxi-chaparrina Karinólido 6α-Tigloil-oxi-chaparrinona C20 C20 C20 Tetrahedron Lett, 23, 869 J. Polonsky 1982 S. amara “simaruba” “marupa” 2-acetilglaucarubina ∆13,21- glaucarubinona Simarólido C20 C20 C25 Proc. Chem. Soc. London, 292 J. Polonsky 1964 S im a ro u b a S. glauca ¿=Simarouba amara?) Glaucarubina. Glaucarubulona Glaucarubinona Glaucarubol-15-O-β-D-Glu Glaucarubolona-15-O-β-D-Glu C20 C20 C20 C20 C20 J. Am. Chem. Soc. 76, 6066 Bull. Soc. Chim. Fr. 1827 Phytochemistry, 4, 169 J. Nat. Prod. (Lloydia), 40, 579 A.Ham J. Polonsky A.Gaudemer M. Ogura 1954 1964 1965 1977 S. amara Picrasina B Isobruceína A Isobruceína B 15-O-benzoil- Bruceína D C20 C20 C20 C20 Tetrahedron Lett, 26, 1225 S. Bhatnagar 1985 S. muelleri ∆ 2 -picrasina B Soulameanona 1,12-diacetiloxi-Soulameanona Picrasina B 6-hidroxi-Picrasina B C20 C20 C20 C20 C20 Tetrahedron, 36, 2983 J. Polonsky 1980 S. pancheri Picrasina B 6-hidroxi-Picrasina B C20 C20 J. Chem. Res (S). 324 C. Pascard 1977 S o u la m e a S. tomentosa Isobruceína A Soulameolido Soularubinona C20 C25 C20 Experimentia, 31, 1113 J. Chem. Soc. Chem. Commun. 641 J. Nat. Prod. (Lloydia), 44, 279 J. Polonsky J. Polonsky M.V. Tri 1975 1979 1981 4 AAAActividad biológica de ctividad biológica de ctividad biológica de ctividad biológica de quasinoidesquasinoidesquasinoidesquasinoides Actividad Biológica 51 os quasinoides han demostrado poseer muy diversas y potentes actividades biológicas. Han mostrado actividad citotóxica, antileucémica, insecticida, antialimentaria en insectos, fitotóxica, alelopática, antiprotozoaria, antihelmíntica, antiviral, antiinflamatoria, protectora del desarrollo de tumores, y proapoptótica, que se describen en éste capítulo. 4.1. Actividad citotóxica y antileucémica Algunas especies de la familia Simaroubaceae son usadas en la medicina popular en el tratamiento del cáncer, como es el caso del árbol etiope Brucea antidisenterica. Los primeros estudios que mostraron la actividad antineoplásica de los quasinoides usó el modelo de leucemia en ratón P388. Los quasinoides que mostraron alta actividad antileucémica son los que poseen un cetol α,β-insaturado en el anillo A, esterificación con un ácido en las posiciones 15 o 6, y presencia del puente oximetileno en el anillo C. El estudio químico biodirigido del árbol etiope Brucea antidisenterica contra leucemia linfocítica P388 en ratón y el cultivo celular KB (derivado de un carcinoma epidermoide humano nasofaríngeo) guió al aislamiento de quasinoides con fuerte actividad antileucémica como la bruceantina (1)1 y el brusatol (2) (Kupchan, 1975). 1 Las estructuras se muestran en las páginas anteriores, pero se muestran de nuevo para agilizar la lectura de esta sección. L H O HO O OH O O O HO O O O 2 O O O HO H O OH O O OHO O 15 13 1 Actividad Biológica 52 Posteriores investigaciones demostraron actividad antineoplásica significativa in vivo de la bruceantina (1) contra varios modelos tumorales como la leucemia linfoide L1210, una leucemia resistente a adriamicina, leucemia resistente a citoxan P388, melanocarcinoma B16 y el carcinoma de pulmón de Lewis (Sneden 1979). Las investigaciones encontraron que la bruceantina inhibe irreversiblemente la síntesis de proteínas en células HeLa (Liao, 1976). También fue investigada la actividad de los homólogos de la bruceantina con el modelo in vivo de leucemia linfocítica P-388, y la síntesis de proteínas en células HeLa y en reticulocitos de conejo. Estas investigaciones dieron por resultado la observación de que la actividad inhibidora de la síntesis de proteínas no depende de la esterificación en la posición 15, pero sí su paso a través de membranas y por ende la actividad in vivo de estos compuestos. También se demostró que la presencia en el anillo A de la cetona α,β- insaturada está directamente relacionada con los mecanismos que resultan en actividad antitumoral. (Kupchan 1976) Debido a la significativa actividad de la bruceantina, fue seleccionada para avanzar a estudios preclínicos. Los estudios de toxicología preclínica en perros y monos indicaron toxicidad cardiovascular, edema, diarrea, emesis, eritema, y algunashemorragias. En perros, dosis mayores a 10 mg/Kg causaron muerte en 12-16 horas2, sin embargo, dosis menores a 10 mg /Kg o regimenes de 2.5 mg/Kg/día dieron efectos tóxicos reversibles. Regímenes de dosificación ampliados con periodos de descanso indicaron que la toxicidad se da únicamente durante el periodo de tratamiento. Experimentos similares en monos dieron resultados semejantes sugiriendo que la toxicidad de la bruceantina es curable y no acumulativa (Castles, 1977). 2 Se han reportado muy pocos estudios de toxicidad aguda de quasinoides, otro reportado fue de 50 mg/Kg de la euricomanona vía oral. (Chan, 2002) Actividad Biológica 53 O O OH HO H H H O O O OH H O O HO H O OH O O O O OH O O H O O OH OH H H O O O O O La bruceantina entró a Fase Clínica I a finales de 1977 en pacientes con varios tipos de tumores sólidos. Hipotensión, nausea y vómito fueron comunes efectos colaterales a altas dosis. Posteriormente la bruceantina fue probada en dos estudios separados incluyendo pacientes adultos con cáncer de pulmón metastásico y melanoma maligno, no fueron observadas regresiones objetivas de los tumores y las pruebas clínicas fueron terminadas (Liessman, Bedikian, Wiseman, y Arsenau citados por Cuendet, 2004) Otros quasinoides que mostraron fuerte actividad antileucémica fueron la holacantona (3) aislada de Holacanta sp, la 6α-senecioiloxichaparrinona (4) (Wall M., 1978), y el sergeólido (5) un quasinoide peculiar aislado de Picrolemma pseudocoffea cuyo derivado 15-hidrolizado fue aún más activo y menos tóxico. (Polonsky, 1985). En el mismo modelo de actividad antileucémica in vivo, quasinoides glucosilados en el anillo A aislados de Brucea javanica que mantienen el sistema de cetona α,β-insaturada y una cadena en la posición 15, mostraron significativa actividad antileucémica. Pero quasinoides 15-glucosilados fueron tóxicos para los ratones a 1 mg/Kg. (Polonsky, 1985). 3 4 5 15 15 Actividad Biológica 54 En una reciente investigación, Murakami C., Fukamiya N. et al. (2004) evaluaron la actividad citotóxica de 23 quasinoides aislados de especies de Simaroubaceae contra 4 líneas celulares tumorales resistentes a varios fármacos derivadas de un tumor nasofaríngeo: KB, KB-VIN, KB-7d y KB-CPT. Nueve quasinoides mostraron significativa actividad contra las tres líneas celulares con CI50 del orden de 0.0035 a 0.010 µM. Del análisis de estructura química- actividad citotóxica, se concluyó nuevamente que la presencia de un sistema 2-ceto-α,β- insaturado en el anillo A (con grupo hidroxilo en la posición 1 o 3), la presencia de un puente oximetileno en el anillo C y la presencia de un grupo éster en la posición 15 son factores determinantes de la citotoxicidad. Los compuestos más activos fueron análogos a la isobruceína A (6) y de la bruceantina (1). Interesantemente se observó que la saturación de la doble ligadura 3,4 no disminuye la citotoxicidad en algunas líneas celulares, el bruceanol E (7) mostró alta citotoxicidad. Los factores que reducen la actividad citotóxica son la presencia de glucósidos, la degradación en el anillo C (samaderinas), en los anillos A-B (quasinoides C19), y la reducción de la cetona de la posición 2. O O O HO OH H O OH O O O O O O O OH O OH OH H H O O O O H 6 7 15 3 4 Actividad Biológica 55 4.2. Actividad inhibidora de la síntesis de proteínas La actividad inhibidora de la síntesis de proteínas fue demostrada por Liao (Liao, 1976). Posteriormente se demostró que ésta inhibición es específica en células eucariotas, que los quasinoides se unen al centro peptidil-transferasa de los ribosomas que no se encuentran en traducción, y que la inhibición es irreversible (Fresno, Willingham, Liou y Considine citados por Fukamiya et al, 2005). En una investigación reciente, un grupo de investigadores japoneses enfocados al estudio de quasinoides en colaboración con investigadores norteamericanos y canadienses (Fukamiya et al, 2005), discutieron la importancia de la síntesis de proteínas en el desarrollo de tumores y la importancia del desarrollo de fármacos inhibidores de la traducción. Se estudiaron extensamente las relaciones estructura-actividad de 63 quasinoides de origen natural y semisintético en su actividad como inhibidores de la síntesis de proteínas in vivo e in vitro, en este artículo se llegaron a las siguientes conclusiones: a) La naturaleza del grupo que esterifica en la posición 15 juega un rol crucial para la actividad inhibidora de la síntesis de proteínas (como había sido postulado por Liao, 1983). La ausencia de esta esterificación conduce a una baja actividad. b) La presencia de glicósidos en las posiciones 2 o 3 disminuyen la afinidad de los quasinoides por los ribosomas y por ende su actividad inhibidora de la síntesis de proteínas. c) El doble enlace en el anillo A que comúnmente presentan los quasinoides no fue tan importante para la actividad, pero sí la presencia de un grupo funcional cetona en la posición 2. La presencia del sistema 2-oxo-3,4-insaturado favorece la actividad, la presencia del grupo hidroxilo en la posición 1 pareció no ser importante. Actividad Biológica 56 d) Los quasinoides del tipo 1-oxo-2,3-insaturados y degradados en los anillos A-B (shinjulactona B) mostraron baja actividad citotóxica. e) Los quasinoides del tipo 3-oxo-1,2,4,5-insaturados mostraron fuerte actividad citotóxica. f) La presencia del puente oximetileno en el anillo C, resultó ser un factor crucial para la actividad inhibidora de la síntesis de proteínas. g) La oxidación en las posiciones 13 y 14 no afectan en la actividad. h) La presencia de grupos hidroxilo en las posiciones 11 y 12 son importantes para la inhibición de la síntesis de proteínas. i) Los quasinoides más activos fueron ∆13,18-glaucarubinona (8); el sergeólido (5); la bruceantina (1) y su análogo brusatol (2); y análogos de la isobruceína A (6): bruceína D (9), isobruceína B y bruceanoles A, B y E. (Ver estructuras en el capítulo anterior). O O O OH O OH OH H H O O OH OH OH HO O OH O O O OH 8 9 Actividad Biológica 57 4.3. Propiedades proapoptóticas e inductoras de diferenciación celular. Los efectos antitumorales de los quasinoides han sido atribuidos a sus propiedades inhibidoras de la síntesis de proteínas, sin embargo, algunos quasinoides también han mostrado otro tipo de efectos biológicos, como es la inducción de diferenciación celular de líneas leucémicas in vitro y la promoción de apoptosis. Han sido reportados los efectos proapoptóticos de la bruceantina (1) sobre células HL-60 y RPMI 8226. Se ha concluído que la bruceantina promueve la actividad de varias caspasas e inhibe la transcripción y traducción de un oncogén llamado c-myc, que parece también promover el mecanismo de apoptosis (Cuendet M., 2004). También se ha encontrado que la bruceantina (1) induce proteólisis de una proteína llamada BID cuyo producto de su desdoblamiento bloquea la acción antiapoptótica de una proteína membranal mitocondrial llamada Bcl-2, lo cual resulta en la liberación de citocromo c, el cual amplifica la cadena de caspasas guiando a la muerte celular. (Cuendet, 2004 y 2005). Recientemente se comprobó que la inducción de la diferenciación celular en la línea de leucemia promielocítica HL-60 está relacionada con la activación de un importante factor de transcripción implicado en varios procesos celulares llamado NF-κκκκB. (Cuendet M. et al,