Σκοπός της παρούσας διατριβής ήταν η ανακάλυψη αναστολέων τυροσινάσης και
αντιοξειδωτικών ουσιών από φυτά περιοχών υψηλής βιοποικιλότητας,
χρησιμοποιώντας μικρογραφικές μεθόδους υψηλής απόδοση διαλογής (miniaturized
high-throughput screening, HTS), καθώς επίσης και η ανάπτυξη μεθοδολογίας για
την ταχεία ανακάλυψη βιοδραστικών ενώσεων κατά τη διάρκεια βιοκατευθυνόμενων
διαδικασιών.
Μια εκτεταμένη βιβλιοθήκη εκχυλισμάτων (3600 εκχυλίσματα, 150 οικογένειες), από
φυτά έξι περιοχών με έντονη χημειοποικιλότητα και χημειοταξινομική,
αξιολογήθηκε σε τρεις βιολογικούς στόχους: αναστολή της τυροσινάσης,
αντιοξειδωτική και προστασία από τη UV ακτινοβολία. Η συλλογή των φυτών
βασίστηκε στην αξιολογήση χημικής βιβλιοθήκης (480 ενώσεις) με στόχο τον
καθορισμό των χημικών δομών που ευθύνονται για την εμφάνιση των παραπάνων
βιολογικών δράσεων. Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων οδήγησε στην
αναγνώριση παραμέτρων (χώρα προέλευσης, φυτική οικογένεια, διαλύτης εκχύλισης,
μέρος του φυτού) που συμβάλλουν στην εμφάνιση αντιοξειδωτικής και αντι-
λευκαντικής δράσης.
H χρήση σταδιακής-έκλουσης CPC για την κλασμάτωση και η εφαρμογή προφίλ
δραστηκότητας σε TLC οδήγησε σε σημαντικές υποδείξεις των βιοδραστικών ενώσεων,
καθιστώντας τη βιοκατευθυνόμενη διαδικασία πιο στοχευμένη.
Στο τελευταίο κεφάλαιο, η χρήση εργαλείων πολυπαραγοντικής ανάλυσης δεδομένων
επέτρεψε την ανάπτυξη μιας ολοκληρωμένης διαδικασίας με βάση την HPTLC, για τον
εντοπισμό και τη στοχευμένη απομόνωση των ενώσεων που παρουσιάζουν την
υψηλότερη βιοδραστικότητα στα κλάσματα του Morus alba, του πιο δραστικού αντι-
λευκαντικού παράγοντα, σύμφωνα με τα αποτελέσματων των δοκιμών. Δύο μέθοδοι
αναπτύχθηκαν: η μία βασίζεται στην αυτόματη κατάτμηση του χρωματογραφήματος και
η άλλη στη χειροκίνητη επιλογή κορυφών. Όλα τα στάδια της πειραματικής
διαδικασίας έχουν σχεδιαστεί με γνώμονα την εφαρμογή της μεθοδολογίας σε HTS
διαδικασίες με σκοπό την ανακάλυψη νέων φαρμάκων.
(EL)
The scope of the present dissemination was the discovery of plant derived
antioxidants and tyrosinase inhibitors from high biodiversity regions utilizing
miniaturized high-throughput screening (HTS) technologies and the introduction
of an integrated methodology for the rapid identification of bioactive
compounds during bioassay-guided procedures.
An extended extract library (3600 extracts, 150 plant families) was generated
from plants originated from six hotspot regions and screened for three
biological targets; antioxidant, UV-protection and tyrosinase inhibition. A
unique chemical library (480 pure compounds) aimed to determine the promising
chemical structures for the demonstration of the aforementioned activities. A
statistical treatment of the screening results allowed the disclosure of
parameters (country of origin, plant family, extraction solvent and plant part)
that contribute best to the appearance of high anti-tyrosinase and antioxidant
activity.
The combination of a stepwise-elution CPC for the fractionation and a activity
profiling in TLC, provided useful indications of potential bioactive compounds
in the active extracts, rendering the bioguided isolation process more targeted
to specific candidates.
In the last chapter, multivariate data analysis tools supported the development
of an integrated HPTLC-based procedure, for the tracing and targeted isolation
of the compounds that exhibit the highest bioactivity in fractions of Morus
alba extract, the most prominent anti-melanogenic agent identified during
screens. Two methodologies were developed for the generation of the dataset;
one based on chromatogram binning and one on manual peak picking. All steps of
the experimental procedure implemented techniques that afford essential key
elements, for application in HTS procedures for drug discovery purposes.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
