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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.60.2010.tde-08022010-092443
Document
Author
Full name
Denise Oliveira Guimarães
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Ribeirão Preto, 2010
Supervisor
Committee
Pupo, Monica Tallarico (President)
Camargo, Ilana Lopes Baratella da Cunha
Costa, Fernando Batista da
Rodrigues Filho, Edson
Silva, Dulce Helena Siqueira
Title in Portuguese
Produtos naturais de fungos endofíticos associados a espécies de Asteraceae e ensaio antibiótico no modelo de infecção em "Caenorhabditis elegans"
Keywords in Portuguese
"Caenorhabditis elegans"
"Glomerella cingulata"
"Guignardia mangiferae"
fungos endofíticos
tricicloalternarenos.
Abstract in Portuguese
O estudo de fontes naturais pouco exploradas e que exibem interações ecológicas específicas no seu habitat tem sido enfatizado como estratégico para a descoberta de novas substâncias bioativas. Microrganismos endofíticos são fontes de produtos naturais relativamente pouco estudadas. Estes microrganismos vivem no interior de um vegetal sem causar danos aparentes ao hospedeiro. A interação ecológica específica entre os microrganismos endofíticos e sua planta hospedeira pode estimular a biossíntese de novos produtos naturais bioativos. Os fungos endofíticos "Glomerella cingulata" e "Guignardia mangiferae" foram isolados da folhas de "Viguiera arenaria". O fungo "G. mangiferae" foi cultivado em diferentes condições: meios líquidos Czapek, extrato de malte e caldo batata-dextrose e meio sólido de arroz. Extratos e frações obtidas com o cultivo de "G. mangiferae" foram avaliados em ensaios antimicrobianos, citotóxicos e enzimáticos. Foram realizados procedimentos cromatográficos com os extratos brutos, obtendo-se 13 substâncias puras, sendo cinco delas inéditas na literatura. Entre as novas substâncias, quatro são derivados tricicloalternarenos. O extrato bruto etanólico oriundo do cultivo em extrato de malte foi o mais promissor nos ensaios biológicos realizados. A partir desse extrato foi isolado a chaetoglobosina D, um composto já descrito na literatura como citotóxico em células cancerígenas. Os demais extratos, frações e substâncias ensaiadas apresentaram apenas atividade fraca ou moderada. O fungo "G. cingulata" foi investigado sobre a produção do metabólito secundário tirosol, previamente isolado de várias linhagens de fungos endofíticos. Devido à ampla ocorrência em fungos endofíticos, o tirosol pode estar correlacionado com uma função sinalizadora para a produção de outros metabólitos secundários. Para a determinação da quantidade de tirosol produzido por "G. cingulata", um método analítico quantitativo foi desenvolvido obedecendo-se padrões descritos pelo Guidance of Industry. Foi realizada a análise dos fluídos das culturas de "G. cingulata" em diferentes condições de cultivo em meio líquido Czapek. Observou-se que a melhor condição para produção do tirosol ocorre em pH 5,0, 120 rpm, 30 ºC, seis dias de incubação. O cultivo de "G. cingulata" com e sem adição de tirosol no meio líquido Czapek não permitiu resultados conclusivos sobre a possível função sinalizadora do tirosol na produção de metabólitos secundários em fungos endofíticos. Durante o período de estágio sanduíche no Departament of Molecular Biology do Massachusetts General Hospital (Harvard Medical School), sob a supervisão do Prof. Dr. Frederick M. Ausubel, foram avaliadas cerca de 170 amostras de origem natural do Brasil, sendo a maioria delas oriundas de fungos endofíticos, frente ao nematóide "Caenorhabditis elegans" infectado com linhagem patogênica de "Enterococcus faecalis". Cerca de 29% das substâncias puras e 2% dos extratos ensaiados apresentaram boa capacidade de recuperação do nematóide infectado. Os policetídeos chaetoviridinas foram os compostos mais ativos neste modelo de ensaio antibacteriano "in vivo".
Title in English
Natural products from endophytic fungi found in association with Asteraceae species and antibiotic assay in the "Caenorhabditis elegans" infection model
Keywords in English
"Caenorhabditis elegans"
"Glomerella cingulata"
"Guignardia mangiferae"
endophytic fungi
tricycloalternarenes
Abstract in English
The search for small bioactive molecules from under-explored natural sources that possess specific ecological interaction in their respective habitat has been emphasized as strategic for the discovery of bioactive compounds. Endophytic microorganisms are still relatively under-explored sources of natural products. These microorganisms live inside the host plant tissues without causing symptoms of disease to the host. The specific ecological interaction between the endophytes and their host plants may trigger the biosynthesis of new small bioactive molecules. The endophytic fungi "Glomerella cingulata" and "Guignardia mangiferae" were isolated from "Viguiera arenaria" leaves. G. mangiferae was cultured using different conditions: Czapek, malt extract and potato-dextrose broth liquid media and rice solid medium. Crude extracts and fractions obtained after "G. mangiferae" cultivation were evaluated in antimicrobial, cytotoxic and enzymatic assays. Chromatographic procedures were carried out with crude extracts and led to the isolation of 13 compounds, five of them new in the literature. From the novel compounds four are tricycloalternarene derivatives. The crude ethanolic extract obtained from malt extract cultivation was the most promising extract in the biological assays. Chaetoglobosin D, a cytotoxic compound against cancer cell lines previously described in the literature, was isolated from this bioactive extract. The other extracts, fractions and compounds assayed showed weak or moderate activity in the performed assays. The production of tyrosol by "G. cingulata" was investigated, since several endophytic fungal strains from Asteraceae species had already produced this compound. Tyrosol may act as a signaling molecule for the production of other metabolites in endophytic fungi. In order to quantify the production of tyrosol by "G. cingulata", an analytical method was validated under Guidance of Industry recommendations. Fluid culture analyses were performed after the cultivation of "G. cingulata" under different conditions using Czapek liquid medium. The best condition for tyrosol production occurred at pH 5.0, 120 rpm, 30 ºC, six days of incubation. Cultivation of "G. cingulata" with and without tyrosol addition in the Czapek liquid medium did not allow the conclusion that tyrosol act as a signaling molecule for metabolite production by endophytic fungi. During sandwich training at Department of Molecular Biology of Massachusetts General Hospital (Harvard Medical School), under Dr. Frederick M. Ausubel supervision, 170 samples from Brazil, the most part obtained from endophytic fungi, were assayed using the nematode "Caenorhabditis elegans" infected with the pathogen "Enterococcus faecalis". About 29% of pure compounds and 2% of extracts assayed were able to promote the survival of the infected nematode. The polyketides chaetoviridins were found to be the most active compounds in this "in vivo" antibacterial assay.
 
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Tese_resumida.pdf (1.04 Mbytes)
Publishing Date
2010-04-08
 
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