Os óleos essenciais representam matrizes complexas de metabólitos secundários com ampla aplicação industrial e farmacológica, porém sua composição química pode incluir compostos potencialmente associados a efeitos neurotóxicos, especialmente aqueles contendo grupos carbonílicos com capacidade de inibição da acetilcolinesterase (AChE). Nesse contexto, esta dissertação teve como objetivo avaliar a atividade inibitória da AChE e o risco neurotóxico de óleos essenciais e de uma cetona sintética, por meio de uma abordagem integrada envolvendo bioensaios, biotransformação e métodos computacionais. Inicialmente, foi realizada uma revisão sistemática da literatura, baseada nas diretrizes PRISMA, com foco na biotransformação enzimática de óleos essenciais e seus constituintes, evidenciando a relevância de processos biocatalíticos na modificação estrutural de compostos bioativos, com vistas à obtenção de produtos mais estáveis, seletivos e ambientalmente sustentáveis. Os resultados destacaram a eficiência de lipases, microrganismos e sistemas vegetais na conversão de compostos, especialmente por reações de esterificação e biorredução, contribuindo para a melhoria de propriedades biológicas e físico-químicas. Foram conduzidos estudos experimentais utilizando os óleos essenciais de cravo (Syzygium aromaticum) e arruda (Ruta graveolens), bem como seus produtos biotransformados por meio do sistema vegetal Daucus carota. A caracterização química por GC-MS evidenciou modificações estruturais relevantes, com destaque para a conversão de cetonas em álcoois e a hidrólise de ésteres. A avaliação da atividade anticolinesterásica demonstrou que compostos carbonilados apresentaram maior potencial inibitório, enquanto os derivados reduzidos exibiram diminuição da atividade, sugerindo redução do risco neurotóxico após a biotransformação. As abordagens in silico foram empregadas para complementar os dados experimentais, incluindo análises de propriedades farmacocinéticas e toxicológicas (ADMET), docking molecular e simulações de dinâmica molecular. Os resultados indicaram maior afinidade de ligação para compostos contendo grupos carbonila, enquanto os derivados alcoólicos apresentaram menor estabilidade nos complexos com a AChE, corroborando os dados experimentais. A análise integrada demonstrou que as modificações estruturais influenciam diretamente a relação estrutura-atividade, impactando a afinidade enzimática e o perfil toxicológico dos compostos. De forma geral, os resultados evidenciam que a biotransformação de óleos essenciais constitui uma estratégia eficiente para modulação da atividade biológica e redução do potencial neurotóxico de seus constituintes. A integração entre bioensaios, caracterização química e modelagem computacional contribui para a compreensão dos mecanismos envolvidos na inibição da AChE e fornece bases científicas para o desenvolvimento de compostos mais seguros e sustentáveis, com potencial aplicação nas áreas farmacêutica e biotecnológica.