Estudio químico de macro- y microalgasnuevos meroterpenos, oxilipinas y lípidos polares

Resumen

Esta Tesis describe el aislamiento, determinación estructural y datos de actividad farmacológica preliminar de una serie de compuestos procedentes de macro- y microalgas. Para el aislamiento de los compuestos, las distintas biomasas se trataron con disolventes orgánicos y los extractos obtenidos se sometieron a fraccionamiento por cromatografía en columna (CC) seguido de separación mediante SPE y cromatografía líquida de alta eficacia (HPLC) de las fracciones seleccionadas. Las estructuras de los nuevos metabolitos han sido establecidas mediante técnicas espectroscópicas (RMN, MS, IR) y en algunos casos mediante preparación de derivados. Las pruebas de actividad antioxidante y antiinflamatoria de los compuestos y fracciones se han realizado mediante la colaboración con el grupo de investigación Farmolap del Dpto. de Farmacología de la Universidad de Sevilla. Capítulo I. El estudio químico del alga Cystoseira usneoides ha llevado al aislamiento y caracterización de doce nuevos meroditerpenos, las cystodionas G-M (1, 2, 6, 7, 9, 11, 13) y las cystonas A-E (3, 4, 5, 8, 10). Mediante acetilación se obtuvo el derivado de otro nuevo compuesto, la cystona F (12). Adicionalmente se han obtenido siete meroterpenos conocidos: usneoidona Z (14), 11-hidroxi-1`-O-metilamentadiona (15), amentadiona (16), 1`-O-metil-6-cis-amentadiona (17), 1`-O-metilamentadiona (18), cystomexicona A (19) y cystomexicona B (20). En lo que respecta a la bioactividad de los compuestos aislados, los meroterpenos 2, 6, 7, 8, 9 y 11 presentan una destacable capacidad antioxidante en el ensayo ABTS, con valores de TE en el rango 0.7-1.6. Adicionalmente, los compuestos 1, 5, 9 y 16 a 10 µM y el compuesto 13 a 8 µM poseen actividad antiinflamatoria in vitro, causando una inhibición superior al 70% de la producción de TNF-a en macrófagos THP-1 estimulados con LPS. Capítulo II. De la microalga Chlamydomonas debaryana se han aislados cinco nuevas oxilipinas (21-25) derivadas del ácido graso 16:4 n3 y una nueva oxilipina (27) derivada del ácido coniferónico (18:4 n3). Las estructuras de los nuevos compuestos se han caracterizado como: ácido (4Z,7Z,9E,11S,13Z)-11-hidroxihexadeca-4,7,9,13-tetraenoico (21), ácido (4Z,7E,9E,13Z)-11-hidroxihexadeca-4,7,9,13-tetraenoico (22), ácido (4Z,6E,10Z,13Z)-8-hidroxihexadeca-4,6,10,13-tetraenoico (23), (4Z,8E,10Z,13Z)-7-hidroxihexadeca-4,8,10,13-tetraenoico (24), (5E,7Z,10Z,13Z)-4-hidroxihexadeca-5,7,10,13-tetraenoico (25) y ácido (5Z,9Z,11E,15Z)-13-hidroxioctadeca-5,9,11,15-tetraenoico (27). También se obtuvieron ocho hidroxiácidos poliinsaturados conocidos: 11-HHT (26), ácido (5Z,9Z,11E)-13-hidroxioctadeca-5,9,11-trienoico (28), (13S)-HOTE (29), ácido (9E,11E,15Z)-13-hidroxioctadeca-9,11,15-trienoico (30), 9-HOTE (31), 12-HOTE (32), 16-HOTE (33) y (13S)-HODE (34). De la microalga Nannochloropsis gaditana se obtuvo el hidroxiácido (15S)-HEPE (35) derivado del EPA (20:5 n3). Los hidroxiácidos 21, 29, 31, 34 y 35 presentan actividad como inhibidores de la producción de la citoquina proinflamatoria TNF-a. El compuesto más activo es el nuevo hidroxiácido 21, que a 25 µM causó una inhibición del 60% de la producción de TNF-a. Capítulo III. Se han realizado estudios químicos de aislamiento, caracterización estructural y/o análisis de mezclas complejas de galactolípidos de distintas especies de microalgas: Micractinium pusillum, Isochrysis galbana y Nannochloropsis gaditana. En la primera parte del capítulo se describe el aislamiento y caracterización de cuatro monogalactosilmonoacilgliceroles (36-39) (MGMG) y seis digalactosildiacilgliceroles (40-45) (DGDG) de la microlaga Micractinium pusillum. De la microalga Isochrysis galbana se han aislado cinco monogalactosilmonoacilgliceroles (36, 46-49) (MGMG) junto a dos digalactosildiacilgliceroles (50 y 51) (DGDG). Los compuestos (2S)-1-O-[(7Z)-hexadec-7-enoil]-3-O-ß-D-galactopiranosilglicerol (37), (2S)-1-O-oleoil-2-O-palmitoil-3-O-[a-D-galactopiranosil-(1``->6`)-O-ß-D-galacto-piranosil]glicerol (40), (2S)-1-O-linoleil-2-O-[(7Z,10Z,13Z)-hexadeca-7,10,13-trienoil]-3-O-[a-D-galactopiranosil-(1``->6`)-O-ß-D-galactopiranosil]glicerol (43), (2S)-1-O-linolenil-2-O-[(7Z,10Z)-hexadeca-7,10-dienoil]-3-O-[a-D-galactopiranosil-(1``->6`)-O-ß-D-galactopiranosil]glicerol (44), (2S)-1-O-palmitoleil-3-O-ß-D-galactopiranosilglicerol (46), (2S)-1-O-[(3Z,6Z,9Z,12Z,15Z)-octadeca-3,6,9,12,15-pentaenoil]-2-O-palmitoleil-3-O-[a-D-galactopiranosil-(1``->6`)-O-ß-D-galactopiranosil]glicerol (50) y (2S)-1-O-[(3Z,6Z,9Z,12Z,15Z)-octadeca-3,6,9,12,15-pentaenoil]-2-O-[(6Z,9Z,12Z,15Z)-octadeca-6,9,12,15-tetraenoil]-3-O-[ß-D-galactopiranosil-(1``->6`)-O-ß-D-galactopiranosil]glicerol (51) se describen por primera vez en esta Memoria. En la segunda parte de este capítulo se presenta el estudio cualitativo de fracciones naturales de monogalactosildiacilgliceroles (MGDG) y digalactosildiacilgliceroles (DGDG) mediante RMN, UPLC-ESI-MS y MS/MS. En la microalga I. galbana se han identificado 10 MGDG y 9 DGDG. En la microalga N. gaditana se han identificado 7 MGDG y 5 DGDG. En los ensayos de actividad antiinflamatoria in vitro de los galactosilacilgliceroles, los DGDG (40-45, 50 y 51) a 50 µM inhiben la producción de TNF-a entorno al 50%, siendo en general más activos que los MGMG (36-39, 46-49). La actividad mostrada por las fracciones de MGDG y DGDG de I. galbana es similar entre ellas y similar a la exhibida por los productos puros DGDG. Capítulo IV. El estudio químico de la microalga Isochrysis galbana también permitió aislar y caracterizar tres nuevas galactosilceramidas, las isogalbamidas A-C (52-54). Además se aisló un derivado hidroperóxido (55), formado a través de la oxidación de la isogalbamida A (52). Las isogalbamidas se caracterizan por contener una galactosa, un ácido graso C22 monohidroxilado y una nueva base esfingoide tetrainsaturada. La isogalbamida B (53) presentó actividad antiinflamatoria in vitro, con una inhibición de la producción de TNF-a del 69% a 50 µM.