ESTUDIO DEL EFECTO DE REACCIONES DE BROMACIÓN SOBRE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE EXTRACTOS VEGETALES UTILIZANDO ALGORITMOS Y HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS PARA EL ANALISIS DE CROMATOGRAMAS OBTENIDOS POR LC-MS

GARCÍA, PAULA; SALAZAR, MARIO O.; MENDEZ, LUCIANA; MICHELONI, OSCAR; FURLAN, RICARDO L.E.

Los Cocos, Córdoba

Congreso; Primer Congreso Argentino de Espectrometría de Masas; 2012

Sociedad Argentina de Espectrometría de Masas

ESTUDIO DEL EFECTO DE REACCIONES DE BROMACIÓN SOBRE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA DE EXTRACTOS VEGETALES UTILIZANDO ALGORITMOS Y HERRAMIENTAS ESTADÍSTICAS PARA EL ANALISIS DE CROMATOGRAMAS OBTENIDOS POR LC-MS Paula Garcíac, Mario O. Salazarc, Luciana Méndez, Oscar Michelonia y Ricardo L.E. Furlanc. aDepartamento de Química, Escuela de Ciencias Agrarias, Universidad Nacional del Noroeste de la Provincia de Buenos Aires, Pergamino, 2700, Argentina. bInstituto de Química Rosario (IQUIR) FBioyF. Universidad Nacional de Rosario Suipacha 531. Rosario (2000) Argentina. cFarmacognosia. Departamento Química orgánica. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Universidad Nacional de Rosario. Suipacha 531. Rosario (2000) Argentina. rfurlan@fbioyf.unr.edu.ar. Los extractos químicamente modificados representan una potencial fuente alternativa de compuestos bioactivos.1 La clave para obtener cambios significativos en la composición química de extractos de origen natural es modificar grupos funcionales que sean suficientemente comunes como para estar presentes en una proporción sustancial de los componentes de extractos naturales. Estudios estadísticos preliminares basados en poblaciones representativas de compuestos presentes en extractos vegetales indican que grupos funcionales tales como los dobles enlaces y los anillos aromáticos están presentes en un 65% y un 40 %, respectivamente, de las estructuras de productos naturales estudiadas. La modificación química de un extracto por incorporación de bromo a través de estos grupos funcionales ha llevado al aislamiento de un inhibidor de la enzima acetilcolinesterasa.2 En vista de la diversidad química de las moléculas provenientes del metabolismo secundario de plantas, nuestro desafío recae en utilizar metodologías analíticas capaces de detectar la mayoría de los componentes presentes en dichas mezclas. La cromatografía líquida acoplada a espectrometría de masas (CL-EM) es una técnica muy utilizada para el análisis de mezclas complejas de origen natural, la cual, se ha impuesto como una combinación robusta para la construcción de huellas dactilares, así como para la identificación de cientos de metabolitos dentro de estas mezclas.3,4 Al acoplar técnicas de separación cromatográfica a analizadores de masa del tipo tiempo de vuelo (TOF) se puede lograr la resolución de picos de mezclas, pero dado que algunas mezclas complejas como los extractos vegetales pueden contener compuestos que coeluyan se han utilizado herramientas y algoritmos para solucionar problemas de resolución espectral y preprocesar los cromatogramas antes de su análisis.5 En este trabajo se analizó el efecto de la bromación en la composición química de 15 extractos vegetales de especies consideradas malezas en nuestro territorio. La reacción se realizó llevando a cabo un protocolo previamente reportado utilizando bromo en solución como agente bromante.2 Para evaluar los cambios en la composición química de los extractos, se analizaron por CL-EM en idénticas condiciones los 15 extractos modificados con bromo y sus respectivos extractos testigos (no modificados). Los datos obtenidos fueron sometidos a un preprocesamiento que incluyó filtrado de ruido, detección de picos y deisotopado.6 Posteriormente se alinearon los picos coexistentes en los pares de cromatogramas correspondientes a los extractos testigo y modificado de cada especie vegetal. Realizada esta alineación, utilizando el algoritmo Ransac (RANdom SAmple Consensus) se localizaron los picos presentes en los extractos modificados como resultado de la reacción (ausentes en los extractos naturales testigos) y los picos presentes en los cromatogramas de los extractos naturales que desaparecieron como resultado de la reacción (ausentes en los extractos testigos). Este análisis muestra que al menos el 85% de los componentes detectados en los cromatogramas de los extractos de partida son afectados por la reacción con bromo y que al menos el 80% de los componentes detectados en los cromatogramas de los extractos modificados son productos de la reacción.Con el objetivo de complementar este análisis, los datos obtenidos por CL-EM fueron transformados a un formato tabular (información bidimensional) con el fin de procesar la información contenida en los cromatogramas en un análisis de componentes principales (PCA) utilizando el software ProfileAnalysis 2.0 de Bruker Daltonics. Este análisis produjo la separación de los 30 extractos en dos grupos, uno que incluye a los extractos testigos y otro a los modificados. En conjunto, el análisis comparativo de los datos cromatográficos y espectrométricos colectados a partir de LC-MS complementados por análisis multivariado permite estimar un alto impacto de la reacción de bromación sobre la composición química (mayoritariamente desconocida) de extractos vegetales. Este alto impacto resulta un factor clave para el éxito de la estrategia en cuanto a su capacidad de producir cambios en las propiedades biológicas de los extractos modificados. Referencias: 1- Ramallo, I. A.; Salazar, M. O.; Mendez, L.; Furlan, R. L. E. Accounts of Chemical Research 2011, 44, 241-250. 2- Méndez, L.; Salazar, M. O.; Ramallo, I. A.; Furlan, R. L. E. ACS Combinatorial Science 2010, 13, 200- 204. 3- Huhman, D. V.; Sumner, L. W. Phytochemistry 2002, 59, 347-360. 4- Politi, M.; Zloh, M.; Pintado, M. E.; Castro, P. M. L.; Heinrich, M.; Prieto, J. M. Phytochemical Analysis 2009, 20, 328-334. 5- Castillo, S.; Gopalacharyulu, P.; Yetukuri, L.; Orešič, M. Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems 2011, 108, 23-32. 6- Pluskal, T.; Castillo, S.; Villar-Briones, A.; Oresic, M. BMC Bioinformatics 2010, 11, 395.