UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
INSTITUTO DE BIOLOGIA
PROGRAMA DE PÓS GRADUAÇÃO EM BIOLOGIA VEGETAL
Disciplina da 1ª metade do 1º semestre de 2015 (março/abril)
Disciplina: NV436 – Metabolismo Vegetal e Produção de Fitofármacos – turma A
Responsável pela disciplina: Prof. Dr. Marcos José Salvador
Dia da semana: quartas-feiras, das 7:00 às 12:00 h
Créditos: 05
Ementa: Transmitir e discutir os últimos avanços nas áreas de produtos naturais relacionados a
engenharia metabólica e a prospecção de fitofarmacos. A disciplina pretende apresentar aos alunos as
principais vias metabólicas utilizadas pelas células vegetais na biossintese de produtos naturais com
aplicação terapêutica, bem como estudar estratégias que poderão ser utilizadas para a produção de
fitofarmacos. Pretende-se discutir as rotas biossintéticas e suas intersecções de maneira a se gerar
informações para a descoberta de pontos de restrição e/ou de fatores de regulação de vias relacionadas
a formação de um metabólito alvo, informações estas que poderão ser empregadas na engenharia
metabólica para a produção de fármacos de origem vegetal. Estudar métodos de extração e separação,
bem como estratégias tecnológicas e analíticas empregadas na pesquisa e desenvolvimento de
fitofarmacos.
Justificativa: A Biologia Vegetal enquanto ciência não pode deixar de contemplar suas inúmeras
aplicações. Grande parte dos medicamentos atualmente comercializados é derivada direta ou
indiretamente de fontes naturais, sendo a grande maioria de origem vegetal. Nos últimos anos tem
havido crescimento no desenvolvimento e na utilização de medicamentos de origem natural, sejam na
forma de fitoterápicos ou de medicamentos alopáticos a partir de substancias prototipo. O
conhecimento das rotas biossintéticas e suas intersecções fornecerá informações para a descoberta de
fatores de regulação de vias relacionadas a formação do metabólito desejado. Estas informações
poderão ser empregadas na engenharia metabólica para a produção e desenvolvimento de fármacos de
origem vegetal.
Conteúdo: Programa Teórico: -Tópicos em citologia vegetal - Principais reações envolvidas no
metabolismo, - Principais grupos de metabólitos secundários de origem vegetal derivados do acetato,
mevalonato e chiquimato, - Biossíntese de terpenóides - Biossíntese de compostos fenólicos Biossíntese de alcalóides, - Tópicos em ecologia química (aspectos importantes na seleção de plantas
para obtenção de novos fármacos); Métodos de extração e separação, bem como estratégias
tecnológicas e analíticas empregadas na pesquisa, desenvolvimento e produção de fitofarmacos.
Programa Prático, Seminários e outros: -Discussão de artigos científicos e apresentação de seminarios,
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- Elaboração de projetos de pesquisa nos moldes da FAPESP a serem apresentados pelos alunos
relacionados aos tópicos abordados no curso; Visita ao CPQBA-UNICAMP (Campinas-SP).
Bibliografia
-Balick, M.J & Cox, P.A. Plants, people, and culture. The Science of ethnobotany. New York,
Scientific American Library, 1996. -Beale, M. H. (1991) Biosynthesis of C5-C20 terpenoid
compounds. Nat. Prod. Rep., 8, 441. -Buchanan Gruissen Jones: Biochemistry and Molecular Biology
of Plants. - Cutler, H.G. (ed.). Biologically active natural products: potential use in agriculture.The
search for biologically active secondary metabolites. Pestic. Sci. 51: 471-482, 1997.- Dewick, P. M.
(1997) Medicinal natural products. A biosynthetic approach. John Wiley, Chichester - Dewick, P. M.
(1994) Biosynthesis of shikimate metabolites. Nat. Prod. Rep., 11, 123. - Dey, P.M., Harborne, J.B.
(1997) Plant biochemistry, Academic Press, San Diego Haslam, E. (1993) Shikimic acid-metabolism
and metabolites. John Wiley, Chichester. - Heldt, H-W (1999) Plant biochemistry and molecular
biology. Oxford University, Oxford. - Herbert, R. B. (1993) Biosynthesis of plant alkaloids and
nitrogenous microbial metabolites. Nat. Prod. Rep., 10, 575. - Mann, J., Davidson, R.S., Hobbs, J.B.,
Banthrope, D.V., Harborne, J.B. (1994) Natural products: their chemistry and biological significance.
Longmann, Essex. - Mann, J. (1994) Chemical aspects of biosynthesis. Oxford Science, Oxford. Robbers, J.E., Speedie, M.K., Tyler, V.E. (1996) Pharmacognosy and pharmacobiotechnology,
Williams and Wilkins, Baltimore. - Samuelsson, G. (1992) Drugs of natural origin , Swedish
Pharmaceutical Press, Stockholm. - Stafford, H.A. (1990) Flavonoid metabolism, CRC, Boca Raton. Stumpf, P.K., Conn, E. E. (1981) The biochemistry of plants- a comprehensive treatise. v. 7.Secondary
plant products. Academic Press, San Diego. Taiz Zeigler: Plant Physiology 3a.ed.; Simoes, C.M.O,
Schenkel, E.P., Gosmann, G., Mello, J.C.P. de, Mentz, L.A., Petrovick, P.R. Farmacognosia: da planta
ao medicamento.5.ed. Porto Alegre: Editora da UFRGS, 2003. Exemplos obtidos da literatura
especializada (periódicos).
Metabolismo vegetal e Produção de fitofarmacos
Para a sala de aula:
1- O que o motivou a cursar a disciplina em pauta?
2- Como o conteúdo da disciplina poderá contribuir para a sua formação profissional e atividades
científicas?
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3- Você já cursou alguma disciplina que abordou algum aspecto do conteúdo da NV436? Se sim
o que foi estudado? Você tem interesse em aprofundar seus conhecimentos em algum tópico
em particular da NV436? Qual seria esta abordagem?
Para casa:
1- Considerando o metabolismo vegetal, correlacione enzimologia, reações biológicas de oxidação e
redução, catabolismo e anabolismo, respiração celular, fotossíntese e regulação metabólica para a
produção de hidratos de carbono que são os iniciadores das rotas de biossíntese de metabólitos
secundários vegetais. Faça um pequeno resumo de cada etapa.
Metabolismo vegetal e Produção de fitofarmacos
TERPENÓIDES
1- O que são terpenóides e como estes podem ser classificados? Cite exemplos de fármacos e
atividades farmacológicas de terpenóides.
2- Quais as principais enzimas regulatórias da biossíntese de terpenóides? Comente e detalhe
com exemplos a regulação da biossintese de algum terpenóide.
3- Quais as principais funções das monoterpeno sintases?
ESTERÓIDES
1- Em termos de biossintese, estrutural e de atividades biológicas há diferença entre os esteróides
e os terpenóides, embora ambos sejam derivados do isopreno. Discorra criticamente sobre a
afirmação anterior.
2- Quais os principais inibidores da biossintese do esqualeno? Como estes inibidores poderiam
ser utilizados em engenharia metabólica de metabólitos secundários derivados do isopreno?
Descreva uma aplicação desta tecnologia.
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CHIQUIMATO E FENILPROPANÓIDES
1- Que classes de meyabólitos secundários são formados a partir da via dos chiquimato? Quais as
principais enzimas regulatórias da biossíntese dos metabolitos secundários formados a partir
do acido chiquimico? Comente e detalhe com exemplos a regulação da biossintese de algum
metabolito secundário que segue esta via.
2- Como a fenilamanine amônia-liase participa da biossintese dos fenil propanóides? Cite
exemplo?
3- Quais os principais os principais tipos de flavonóides existentes na natureza? Os flavonóides
apresentam biossintese mista, o que vem a ser isto? Qual o primeiro flavonóide a ser formado
e a partir do qual se formam as demais classes de flavonóides?
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