Resumo Diversas espécies do gênero Piper acumulam piperamidas como metabólitos secundários e, embora tenham relevante importância biológica, detalhes de suas vias biossintéticas ainda não foram descritos experimentalmente. Experimentos envolvendo reações enzimáticas e incorporação de precursores marcados foram realizados utilizando as espécies Piper tuberculatum e Piper arboreum. As atividades das enzimas fenilalanina amônia liase (PAL), que estão envolvidas na via geral dos fenilpropanoides, foram monitoradas pela conversão do aminoácido L-fenilalanina em ácido cinâmico. A atividade da enzima 4-hidroxilase (C4H) também foi observada em P. tuberculatum pela conversão do ácido cinâmico em ácido p-cumárico. L-[UL-14C]-fenilalanina foi administrada em folhas de P. tuberculatum e incorporada em piperina (1), 4,5-di-hidropiperina (2), fagaramida (4), trans-piplartina (7) e diidropiplartina (9). Em P. arboreum, foi incorporado apenas à piperamida 4,5-dihidropiperilina (3). L-[UL-14C]-lisina foi incorporada com sucesso em 4,5-diidropiperina (2), trans-piplartina (7) e cis-piplartina (8). Esses dados corroboram a proposta de origem biossintética mista de piperamidas com a porção aromática originada do ácido cinâmico (via do ácido chiquímico) e construção de amida chave com aminoácidos como precursores. biológica experimentalmente arboreum PAL, PAL , (PAL) fenilpropanoides Lfenilalanina L 4hidroxilase hidroxilase 4 C4H CH C H (C4H P pcumárico. pcumárico p cumárico. cumárico p-cumárico LUL14Cfenilalanina LULCfenilalanina UL 14C 1, 1 (1) 4,5dihidropiperina 45dihidropiperina dihidropiperina 4,5 di hidropiperina 5 2, 2 (2) 4, (4) transpiplartina trans piplartina 7 (7 9. 9 . (9) 4,5dihidropiperilina 45dihidropiperilina dihidropiperilina 3. 3 (3) LUL14Clisina LULClisina lisina 4,5diidropiperina 45diidropiperina diidropiperina cispiplartina cis 8. 8 (8) chiquímico (PAL LUL Cfenilalanina (1 5dihidropiperina 45 (2 (4 ( (9 5dihidropiperilina (3 Clisina 5diidropiperina (8
Abstract Several Piper species accumulate piperamides as secondary metabolites, and although they have relevant biological importance, many details of their biosynthetic pathways have not yet been described experimentally. Experiments involving enzymatic reactions and labeled precursor feeding were performed using the species Piper tuberculatum and Piper arboreum. The activities of the phenylalanine ammonia lyase (PAL) enzymes, which are involved in the general phenylpropanoid pathway, were monitored by the conversion of the amino acid L-phenylalanine to cinnamic acid. The activity of the 4-hydroxylase (C4H) enzyme was also observed in P. tuberculatum by converting cinnamic acid to p-coumaric acid. L-[UL-14C]-phenylalanine was fed into the leaves of P. tuberculatum and incorporated into piperine (1), 4,5-dihydropiperine (2), fagaramide (4), trans-piplartine (7), and dihydropiplartine (9). In P. arboreum, it was only incorporated into the piperamide 4,5-dihydropiperiline (3). L-[UL-14C]-lysine was successfully incorporated into the 4,5-dihydropiperine piperidine group (2), dihydropyridinone, and trans- (7) and cis-piplartine (8). These data corroborate the proposal of mixed biosynthetic origin of piperamides with the aromatic moiety originating from cinnamic acid (shikimic acid pathway) and key amide construction with amino acids as precursors. metabolites importance experimentally arboreum PAL (PAL enzymes pathway Lphenylalanine L 4hydroxylase hydroxylase 4 C4H CH C H (C4H P pcoumaric p coumaric LUL14Cphenylalanine LULCphenylalanine UL 14C 1, 1 , (1) 4,5dihydropiperine 45dihydropiperine dihydropiperine 4,5 5 2, 2 (2) 4, (4) transpiplartine trans piplartine 7, 7 9. 9 . (9) 4,5dihydropiperiline 45dihydropiperiline dihydropiperiline 3. 3 (3) LUL14Clysine LULClysine lysine dihydropyridinone (7 cispiplartine cis 8. 8 (8) shikimic precursors LUL Cphenylalanine (1 5dihydropiperine 45 (2 (4 (9 5dihydropiperiline (3 Clysine ( (8