Extraction, identification, caractérisation des activités biologiques de flavonoïdes de Nitraria retusa et synthèse de dérivés acylés de ces molécules par voie enzymatique

Extraction, identification, characterization of biological activities of Nitraria retusa flavonoids and enzymatic synthesis of acylated derivatives of these molecules

• Auteur / Autrice : Jamila Hadj Salem
• Direction : Michel Fick, Catherine Humeau-Virot
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Procédés biotechnologiques et alimentaires
• Date : Soutenance le 09/10/2009
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL
• Ecole(s) doctorale(s) : RP2E - Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie des Ressources, Procédés, Produits, Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences du génie chimique (Nancy)
• Jury : Président / Présidente : Eric Gontier
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Michel Fick, Catherine Humeau-Virot, Eric Gontier, Fabienne Guerard, Lucie Couturier
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabienne Guerard, Eric Gontier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acylation

Nitraria

Flavonoïdes

Mots clés libres

Nitraria retusa

Activité antiproliférative

Activité antioxydante

Acylation enzymatique

Flavonoïdes

Nitraria. retusa

Antioxidant activity

Antiproliferative activity

Enzymatic acylation

Flavonoids

Résumé

Ce travail a consisté, dans un premier temps, à extraire et à identifier les flavonoïdes majeurs contenus dans les feuilles de Nitraria retusa et à évaluer leurs activités biologiques. Quatre flavonoïdes ont été identifiés dans les extraits et les fractions obtenus : l’isorhamnétine, l’isorhamnétine-3-O-glucoside et les deux isomères isorhamnétine-3-O-rutinoside et isorhamnétine-3-O-robinobioside. L’étude des activités biologiques des extraits et des fractions de N. retusa a permis d’établir une relation linéaire entre leur teneur en flavonoïdes et leurs activités antioxydantes et antiprolifératives, les milieux les plus riches présentant les activités les plus importantes. Ces activités dépendent également de la nature des flavonoïdes présents ; ainsi, la très forte activité d’inhibition de la xanthine oxydase relevée pour la fraction au chloroforme et sa grande capacité à piéger le radical DPPH ont été attribuées à sa teneur élevée en isorhamnétine, flavonoïde aglycone présentant une grande analogie structurale avec la quercétine, molécule bien connue pour ses activités antioxydantes. Dans un deuxième temps, l’acylation enzymatique de l’isoquercitrine, flavonoïde modèle, et de l’isorhamnétine-3-O-glucoside a été étudiée pour tenter d’améliorer leurs propriétés. L’acylation enzymatique de l’isoquercitrine par des esters éthyliques d’acides gras de différentes longueurs de chaîne, catalysée par la lipase B de Candida antarctica, a montré que les performances de la réaction sont inversement proportionnelles à la longueur de la chaîne du donneur d’acyle. Des résultats similaires ont été obtenus lors de l’acylation de l’isorhamnétine-3-O-glucoside. Les activités des esters d’isoquercitrine et d’isorhamnétine-3-O-glucoside ont été évaluées et comparées à celles des flavonoïdes non acylés. Les esters ont montré des activités antiprolifératives vis-à-vis de cellules Caco2 et d’inhibition de la xanthine oxydase plus importantes que celles des molécules d’origine. Finalement, ce travail a permis d’apporter des éléments de compréhension de la relation structure-activité de flavonoïdes et de leurs dérivés acylés

The present work firstly consisted in studying the extraction and the identification of major flavonoids contained in Nitraria retusa leaves and evaluating their biological activities. Four flavonoids were identified in extracts and fractions: isorhamnetin, isorhamnetin-3-O-glucoside and the two isomers isorhamnetin-3-O-rutinoside and isorhamnetin-3-O-robinobioside. The evaluation of the biological activities of extracts and fractions of N. retusa allowed to establish a linear relationship between their antioxidant and antiproliferative activities and their total flavonoids content, the most enriched exhibiting the highest activities. The nature of the flavonoids present in the extracts and fractions was shown to be important too. Thus, the strong xanthine oxidase inhibition activity and the high DPPH radical scavenging capacity observed for the chloroform fraction can be attributed to its high content in the aglycone flavonoid isorhamnetin, a structural analogue of quercetin which is well known for its antioxidant activities. In a second part, the enzymatic acylation of isoquercitrin as a model compound and isorhamnetin-3-O-glucoside was studied in order to improve their properties. The enzymatic acylation of isoquercitrin by fatty acid ethyl esters of different chain lengths, catalyzed by the lipase B of Candida antarctica, showed that the performance of the reaction is inversely proportional to the acyl donor chain length. Similar results were obtained when acylating the isorhamnetin-3-O-glucoside. The activities of isoquercitrin and isorhamnetin-3-O-glucoside esters were determined and compared to that of initial flavonoids. Esters exhibited higher antiproliferative towards Caco2 cells and xanthine oxidase inhibition activities than original compounds. Finally, this work led to a better understanding of the structure-activity relationship of flavonoids and their acylated derivatives