Anacardic acid derivatives from Brazilian propolis and their antibacterial activity

Propolis is a sticky, gummy, resinous substance collected by honeybees (Apis mellifera L.) from various plant sources, which has excellent medicinal properties. This paper describes the isolation and identification of triterpenoids and anacardic acid derivatives from Brazilian propolis and their antibacterial activity. Their structures were elucidated by ¹H and 13C NMR, including uni- and bidimensional techniques; in addition, comparisons were made with data from academic literature. These compounds were identified as: cardanols (1a + 1b), cardols (2a + 2b), monoene anacardic acid (3), a-amirine (4), b-amirine (5), cycloartenol (6), 24-methylene-cycloartenol (7) and lupeol (8). The determination of the position of the double bond after a reaction with Dimethyl disulfide (DMDS) is described for the phenol derivatives. The ethanolic extract was tested in vitro for antimicrobial activity by using the disc diffusion method and it showed significant results against Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa and Shigella spp.

Synthesis and characterization of solid 2-methoxycinnamylidenepyruvic acid

The 2-methoxycinnamylidenepyruvic acid (2-MeO-HCP) was synthesized and characterized for nuclear magnetic resonance (¹H and 13C NMR), mass spectrometry (MS), Infrared spectroscopy (FTIR) and differential scanning calorimetry (DSC). The application of DSC for purity determination is well documented in literature and is used in the analysis of pure organic compounds. The molecular geometry and vibrational frequencies of 2-MeO-HCP have been calculated.

Interação entre temperatura do solo, profundidade de semeadura e tratamento de sementes com fungicida na emergência de plantas de milho

O trabalho avaliou a interação entre temperaturas do solo (13ºC, 15ºC, 17ºC e 19ºC), profundidades de semeadura (2,5; 5,0 e 7,5 cm) e tratamento de semente com fungicida (captan + tiabendazole) na emergência de plantas de milho. Utilizaram-se sementes do híbrido AS 1565 com 22% de incidência de Fusarium verticillioides e solo de lavoura naturalmente infestado. O ensaio foi conduzido em câmaras climatizadas por 25 dias, com contagem diária da emergência. Houve diferença significativa entre sementes tratadas e não tratadas, sendo que quanto menor a temperatura do solo e maior a profundidade de semeadura, maior a resposta ao tratamento de sementes na emergência de plantas. A estabilidade de emergência ocorreu aos 23, 18, 12 e 12 dias após a semeadura respectivamente para 13ºC, 15ºC, 17ºC e 19ºC, mostrando redução na velocidade de emergência nas temperaturas baixas.

Conservative nutrient use by big-leaf mahogany (Swietenia macrophylla king) planted under contrasting environmental conditions

We analyzed the nutritional composition and isotope ratios (C and N) of big-leaf mahogany (Swietenia macrophylla King) leaves in plantations established on contrasting soils and climates in Central America (State of Quintana Roo, Yucatán, México) and South America (State of Pará, Brazil). The objective was to determine the adaptability of this species to large differences in nutrient availability and rainfall regimes. Nutrient concentrations of leaves and soils were determined spectrophotometrically, and isotope ratios were measured using mass spectrometric techniques.In Pará soils were sandier, and acidic, receiving above 2000 mm of rain, whereas in Quintana Roo soils were predominantly clayey, with neutral to alkaline pH due to the underlying calcareous substrate, with about 1300 mm of rain. Leaf area/weight ratio was similar for both sites, but leaves from Quintana Roo were significantly smaller. Average N and K concentrations of adult leaves were similar, whereas Ca concentration was only slightly lower in Pará in spite of large differences in Ca availability. Leaves from this site had slightly higher P and lower Al concentrations. Differences in water use efficiency as measured by the natural abundance of 13C were negligible, the main effect of lower rainfall in Quintana Roo seemed to be a reduction in leaf area. The N isotope signature (δ15N) was more positive in Pará than in Quintana Roo, suggesting higher denitrification rates in the former. Results reveal a calciotrophic behavior and a remarkable capacity of mahogany to compensate for large differences in soil texture and nutrient availability.

Sheep poisoning by Panicum dichotomiflorum in northeastern Brazil

Different species of Panicum, including P. dichotomiflorum,have been reported as a cause of photosensitization in sheep, horses, cattle and goats. An outbreak of hepatogenous photosensitization occurred in 3 flocks of hair sheep in the Brazilian semiarid region. Eighty one out of 365 sheep were affected and 39 died. The main affected animals were nursing lambs and sheep younger than one year old. Donkeys, goats and cattle grazing in the same pasture were not affected. Clinical signs were edema of the head, followed by dermatitis, mainly in the face, ears, and croup, ocular discharge, corneal opacity with blindness, and redness of the coronary band and hoof. At necropsy of one affected lamb the liver was yellowish. Upon histologic examination scattered necrotic hepatocytes were observed in the liver and focal areas of necrosis of myocytes appeared in the heart. Samples of P. dicotomiflorum were analyzed by TLC and those containing saponins were isolated by HPLC using RP-C18 column and eluted with a mixture of MeOH and H2O. The isolated compounds were submitted to ¹H and 13C NMR spectroscopy. Reactions were positive to furostanol saponins with the same Rf of the standard protodioscin (0.21) and methylprotodioscin (0.32). The spectroscopic results indicated a mixture of (25R)- and (25S)-protodioscin isomers in a proportion of 3:1, and methylprotodioscin.

Efeitos teratogênicos de Prosopis juliflora em ratos e análise da toxicidade das vagens

Objetivou-se com este estudo determinar os possíveis efeitos teratogênicos de Prosopis juliflora, verificar se existe perda da toxicidade entre vagens armazenadas e recém-coletadas e determinar se existe diferença de toxicidade entre as vagens coletadas em diferentes localidades. Trinta ratas prenhes da linhagem Wistar foram separadas, aleatoriamente, em cinco grupos: um controle (G1) e quatro experimentais (G2, G3, G4 e G5). Os animais dos grupos G2 e G3 foram alimentados com ração contendo 70% de vagens de P. juliflora recém-coletadas em dois municípios diferentes. Os grupos G4 e G5 foram alimentados com ração preparada com vagens das mesmas procedências, porém armazenadas por um período de 6 meses. O grupo controle recebeu ração sem vagens de P. juliflora. No grupo controle o número de malformações por ninhada (1,16 ± 0,98) foi significativamente menor do que os dos grupos experimentais (14,00 ± 2,96, 6,16 ± 2,22, 7,66 ± 2,94 e 4,66 ± 1,63 para os grupos G2, G3, G4 e G5, respectivamente) indicando que a planta é teratogênica. Não foram observadas diferenças significativas na frequência de malformações e no número de fetos nascidos entre os grupos que receberam vagens de diferentes localidades. No entanto, o número de malformações nos grupos que receberam as vagens recém-colhidas (65,80 ± 21,20 a, 67,59 ± 18,10 a), foi significativamente maior que o observado nas ratas que receberam as vagens após o armazenamento (35,74±10,10b, 21,85±5,13c) sugerindo que o efeito teratogênico da planta diminui durante o armazenamento. Conclui-se que as vagens de P. juliflora são teratogênicas para ratas Wistar e que a fetoxicidade das mesmas diminui com o armazenamento.

Análise comparativa dos efeitos alelopáticos das substâncias químicas titonina e titonina acetilada

Este trabalho teve por objetivo estabelecer as variações na atividade alelopática da substância química titonina, em função da acetilação de sua molécula. Bioensaios de germinação (25 ºC de temperatura constante e fotoperíodo de 12 horas) e de desenvolvimento da radícula e do hipocótilo (25 ºC de temperatura constante e fotoperíodo de 24 horas) foram desenvolvidos. Como planta receptora, utilizou-se a planta daninha Mimosa pudica (malícia). Análise de espectros RMN ¹H e 13C e técnicas de RMN bidimensionais foram realizadas na molécula acetilada. O processo de acetilação produziu a molécula 3'-acetil-7,4'-dimetoxiflavona, que diferiu da molécula original, identificada como 3'-hidroxi-7,4'-dimetoxiflavona. A estrutura da titonina-Ac foi confirmada pelos espectros de RMN ¹H, 13C, DEPT, COSY e HETCOR. A titonina foi acetilada com anidrido acético em piridina. A análise comparativa da atividade alelopática das duas substâncias revelou que titonina-Ac apresentou maior potencial para inibir tanto a germinação das sementes como o desenvolvimento da radícula e do hipocótilo da planta daninha malícia. A intensidade dos efeitos alelopáticos das duas substâncias esteve positivamente associada à concentração. O conjunto das informações obtidas permite sugerir a possibilidade de se aumentar a atividade alelopática de uma substância química sem comprometer suas peculiaridades biológicas desejáveis à natureza e aos interesses da sociedade.

Potencial alelopático de duas neolignanas isoladas de folhas de Virola surinamensis (Myristicaceae)

Este trabalho teve por objetivos isolar, identificar e caracterizar a atividade alelopática de substâncias químicas presentes nas folhas de Virola surinamensis. O processo de isolamento e identificação das substâncias químicas envolveu o uso de solventes orgânicos e de Ressonância Magnética Nuclear (RMN ¹H, RMN 13C e RMN 13C-DEPT), espectro de COSY e de HETCOR. A avaliação da atividade alelopática foi realizada em bioensaios de germinação de sementes, em condições de 25 ºC de temperatura constante e fotoperíodo de 12 horas, e de desenvolvimento da radícula e do hipocótilo, com 25 ºC de temperatura constante e fotoperíodo de 24 horas, empregando-se concentrações variando de 1,0 a 8,0 mg L-1. Como plantas receptoras, foram utilizadas as espécies daninhas Mimosa pudica, Senna obtusifolia e Senna occidentalis. Foram isoladas e identificadas duas neolignanas: a surinamensina e a virolina. A tendência geral observada nos resultados foi de aumento da intensidade dos efeitos alelopáticos inibitórios em função do aumento da concentração, com inibições máximas obtidas, sempre, na concentração de 8,0 mg L-1. A surinamensina apresentou maior potencial para inibir a germinação e o desenvolvimento da radícula e do hipocótilo do que a virolina, independentemente da espécie receptora e do fator da planta analisado. Considerando-se as intensidades dos efeitos promovidos sobre os três fatores das plantas, o desenvolvimento da radícula e o do hipocótilo foram mais intensamente inibidos pelas duas substâncias do que a germinação das sementes. À exceção dos efeitos verificados sobre o desenvolvimento do hipocótilo, malícia foi a espécie de maior sensibilidade aos efeitos alelopáticos das duas neolignanas, enquanto mata-pasto foi aquela que evidenciou inibições de menor magnitude.

Variation in nitrogen use strategies and photosynthetic pathways among vascular epiphytes in the Brazilian Central Amazon

The variation in nitrogen use strategies and photosynthetic pathways among vascular epiphyte families was addressed in a white-sand vegetation in the Brazilian Central Amazon. Foliar nitrogen and carbon concentrations and their isotopic composition (δ15N and δ13C, respectively) were measured in epiphytes (Araceae, Bromeliaceae and Orchidaceae) and their host trees. The host tree Aldina heterophylla had higher foliar N concentration and lower C:N ratio (2.1 ± 0.06% and 23.6 ± 0.8) than its dwellers. Tree foliar δ15N differed only from that of the orchids. Comparing the epiphyte families, the aroids had the highest foliar N concentration and lowest C:N ratios (1.4 ± 0.1% and 34.9 ± 4.2, respectively). The orchids had more negative foliar δ15N values (-3.5 ± 0.2‰) than the aroids (-1.9 ± 0.7‰) and the bromeliads (-1.1 ± 0.6‰). Within each family, aroid and orchid taxa differed in relation to foliar N concentrations and C:N ratios, whereas no internal variation was detected within bromeliads. The differences in foliar δ15N observed herein seem to be related to the differential reliance on the available N sources for epiphytes, as well as to the microhabitat quality within the canopy. In relation to epiphyte foliar δ13C, the majority of epiphytes use the water-conserving CAM-pathway (δ13C values around -17‰), commonly associated with plants that live under limited and intermittent water supply. Only the aroids and one orchid taxon indicated the use of C3-pathway (δ13C values around -30‰).

The secondary alcohol and aglycone metabolites of doxorubicin alter metabolism of human erythrocytes

Anthracyclines, a class of antitumor drugs widely used for the treatment of solid and hematological malignancies, cause a cumulative dose-dependent cardiac toxicity whose biochemical basis is unclear. Recent studies of the role of the metabolites of anthracyclines, i.e., the alcohol metabolite doxorubicinol and aglycone metabolites, have suggested new hypotheses about the mechanisms of anthracycline cardiotoxicity. In the present study, human red blood cells were used as a cell model. Exposure (1 h at 37ºC) of intact human red blood cells to doxorubicinol (40 µM) and to aglycone derivatives of doxorubicin (40 µM) induced, compared with untreated red cells: i) a ~2-fold stimulation of the pentose phosphate pathway (PPP) and ii) a marked inhibition of the red cell antioxidant enzymes, glutathione peroxidase (~20%) and superoxide dismutase (~60%). In contrast to doxorubicin-derived metabolites, doxorubicin itself induced a slighter PPP stimulation (~35%) and this metabolic event was not associated with any alteration in glutathione reductase, glutathione peroxidase, catalase or superoxide dismutase activity. Furthermore, the interaction of hemoglobin with doxorubicin and its metabolites induced a significant increase (~22%) in oxygen affinity compared with hemoglobin incubated without drugs. On the basis of the results obtained in the present study, a new hypothesis, involving doxorubicinol and aglycone metabolites, has been proposed to clarify the mechanisms responsible for the doxorubicin-induced red blood cell toxicity.

Pressure-assisted cold denaturation of hen egg white lysozyme: the influence of co-solvents probed by hydrogen exchange nuclear magnetic resonance

COSY proton nuclear magnetic resonance was used to measure the exchange rates of amide protons of hen egg white lysozyme (HEWL) in the pressure-assisted cold-denatured state and in the heat-denatured state. After dissolving lysozyme in deuterium oxide buffer, labile protons exchange for deuterons in such a way that exposed protons are substituted rapidly, whereas "protected" protons within structured parts of the protein are substituted slowly. The exchange rates k obs were determined for HEWL under heat treatment (80ºC) and under high pressure conditions at low temperature (3.75 kbar, -13ºC). Moreover, the influence of co-solvents (sorbitol, urea) on the exchange rate was examined under pressure-assisted cold denaturation conditions, and the corresponding protection factors, P, were determined. The exchange kinetics upon heat treatment was found to be a two-step process with initial slow exchange followed by a fast one, showing residual protection in the slow-exchange state and P-factors in the random-coil-like range for the final temperature-denatured state. Addition of sorbitol (500 mM) led to an increase of P-factors for the pressure-assisted cold denatured state, but not for the heat-denatured state. The presence of 2 M urea resulted in a drastic decrease of the P-factors of the pressure-assisted cold denatured state. For both types of co-solvents, the effect they exert appears to be cooperative, i.e., no particular regions within the protein can be identified with significantly diverse changes of P-factors.

Protein turnover, amino acid requirements and recommendations for athletes and active populations

Skeletal muscle is the major deposit of protein molecules. As for any cell or tissue, total muscle protein reflects a dynamic turnover between net protein synthesis and degradation. Noninvasive and invasive techniques have been applied to determine amino acid catabolism and muscle protein building at rest, during exercise and during the recovery period after a single experiment or training sessions. Stable isotopic tracers (13C-lysine, 15N-glycine, ²H5-phenylalanine) and arteriovenous differences have been used in studies of skeletal muscle and collagen tissues under resting and exercise conditions. There are different fractional synthesis rates in skeletal muscle and tendon tissues, but there is no major difference between collagen and myofibrillar protein synthesis. Strenuous exercise provokes increased proteolysis and decreased protein synthesis, the opposite occurring during the recovery period. Individuals who exercise respond differently when resistance and endurance types of contractions are compared. Endurance exercise induces a greater oxidative capacity (enzymes) compared to resistance exercise, which induces fiber hypertrophy (myofibrils). Nitrogen balance (difference between protein intake and protein degradation) for athletes is usually balanced when the intake of protein reaches 1.2 g·kg-1·day-1 compared to 0.8 g·kg-1·day-1 in resting individuals. Muscular activities promote a cascade of signals leading to the stimulation of eukaryotic initiation of myofibrillar protein synthesis. As suggested in several publications, a bolus of 15-20 g protein (from skimmed milk or whey proteins) and carbohydrate (± 30 g maltodextrine) drinks is needed immediately after stopping exercise to stimulate muscle protein and tendon collagen turnover within 1 h.

Análise da adulteração de méis por açúcares comerciais utilizando-se a composição isotópica de carbono

O mel é um alimento apreciado por seu sabor característico e pelo seu considerável valor nutritivo. Devido a oferta do produto ser menor que a procura, seu preço é relativamente alto, incentivando sua adulteração. Geralmente, a adulteração do mel é feita através da adição de açúcares comerciais, derivados de cana-de-açúcar e milho. Como essas plantas têm uma composição isotópica do carbono distinta das plantas utilizadas pelas abelhas como fonte de néctar (flores silvestres, citros e eucaliptos), é possível utilizar a composição isotópica do carbono de amostras de mel para se avaliar a adulteração desse produto por açúcares comerciais oriundos da cana e do milho. Foram analisadas amostras de plantas pertencentes ao ciclo fotos-sintético C3, subprodutos de plantas C4 (açúcares comerciais) e 61 amostras de mel obtidas no mercado. As plantas C3 analisadas apresentaram valores de d13C de -28,9±1,1‰ (n=8), enquanto os açúcares apresentaram valores de -11,1±0,7‰ (n=3). Das 61 amostras de mel analisadas, cerca de 8% (5 amostras) tiveram sinais claros de adulteração. A amostra de número 34 teve um valor igual a -12,9‰, indicando que açúcar puro de cana-de-açúcar ou milho estaria sendo comercializado como mel. As amostras 13, 14, 33 e 54 apresentaram valores iguais a -21,0; -19,9; -21,9 e -17,6‰, respectivamente. Esses valores indicam também adição de açúcares de cana-de-açúcar ou milho, no entanto em menor proporção. A metodologia testada neste trabalho foi aprovada como um método simples, confiável e complementar aos métodos químicos e físicos convencionais visando detectar adulteração de mel.

Carbon isotope analysis in apple nectar beverages

The aims of this study were to use the isotope analysis method to quantify the carbon of C3 photosynthetic cycle in commercial apple nectars and to determine the legal limit to identify the beverages that do not conform to the safety standards established by the Brazilian Ministry of Agriculture, Livestock and Food Supply. These beverages (apple nectars) were produced in the laboratory according to the Brazilian legislation. Adulterated nectars were also produced with an amount of pulp juice below the permitted threshold limit value. The δ13C values of the apple nectars and their fractions (pulp and purified sugar) were measured to quantify the C3 source percentage. In order to demonstrate the existence of adulteration, the values found were compared to the limit values established by the Brazilian Law. All commercial apple nectars analyzed were within the legal limits, which enabled to identify the nectars that were in conformity with the Brazilian Law. The isotopic methodology developed proved efficient to quantify the carbon of C3 origin in commercial apple nectars.

Determinação de inibidores da germinação no espermoderma de sementes de café (Coffea arabica L.)

Sementes de café apresentam germinação lenta, aumentando consequentemente o período de formação das mudas. A causa dessa germinação lenta, ainda não está elucidada. Aparentemente, a difusão de gases e da água tem papel secundário comparadas ao efeito de inibidores presentes. A presente pesquisa foi desenvolvida no Setor de Sementes do Departamento de Agricultura e no Laboratório de Química da Universidade Federal de Lavras. Em uma pesquisa preliminar, utilizando sementes de alface como indicadora de inibidores e extrato aquoso de espermoderma ("película prateada"), ficou evidenciada a presença de inibidores nesse tecido. Em uma segunda etapa o extrato aquoso da película prateada foi submetido a um fracionamento, em teste in vitro. Observou-se, por meio desse teste, que a fração ativa encontrava-se na fase metanólica, a qual foi concentrada sob vácuo e eluída através de coluna de sílica gel com metanol, água destilada e HCl 0,1M. Após concentração sob vácuo da fração ativa originou-se um sólido branco, que se mostrou homogêneo segundo análise por cromatografia em camada fina com placas de sílica gel. Por meio de análise de espectrometria de infravermelho, de massas e de ressonância magnética nuclear de ¹H e de 13C, atribuiu-se a tal sólido a estrutura da cafeína. Conclui-se que o espermoderma pode contribuir para a lenta germinação das sementes de café, possivelmente devido à presença de cafeína.