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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.60.2017.tde-10042017-164340
Documento
Autor
Nome completo
Lorene Armstrong
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Ribeirão Preto, 2016
Orientador
Banca examinadora
Debonsi, Hosana Maria (Presidente)
Lopes, Adriana Aparecida
Oliveira, Dioneia Camilo Rodrigues de
Araujo, Angela Regina
Cardoso, Carmen Lúcia
Título em português
Investigação química e biológica de microrganismos marinhos e o uso de redes moleculares como ferramenta na busca por substâncias bioativas em cianobactérias marinhas do gênero Symploca
Palavras-chave em português
Caracolamida A
Cianobactéria
Co-cultura
Cyanobium
Penicillium
Polimetóxi-1-alqueno isotático
Rede molecular
Symploca
Resumo em português
O ambiente marinho apresenta uma rica biodiversidade e, por ser ainda pouco explorado configura-se como uma fonte potencial de novos organismos da flora e fauna marinhas, o que possibilita a descoberta de estruturas distintas e biologicamente ativas. Microrganismos marinhos como cianobactérias e fungos possuem um metabolismo secundário rico, o qual produz substâncias bioativas. Em virtude do exposto, um dos objetivos deste trabalho foi avaliar química e biologicamente as linhagens de cianobactérias marinhas Cyanobium sp. CENA178, Cyanobium sp. CENA181 e Oxynema sp. CENA135 provenientes de manguezais da Ilha do Cardoso, do Estado de São Paulo. Foram identificados os aminoácidos alanina, treonina e valina presentes na fração ACN:H2O (40:60) da linhagem Oxynema sp. CENA135. Por meio das análises realizadas em CG-EM, a fração n-hexano/acetato de etila (9:1) da linhagem Cyanobium sp. CENA178 apresentou os componentes: 2,4-bis (1,1-dimetiletil) fenol, (Z)-7-hexadeceno 6,10,14-trimetil-2-pentadecanona e eicosano; a fração n-hexano da linhagem Cyanobium sp. CENA181 apresentou como componente majoritário o neoftadieno, o qual também foi encontrado na fração acetato de etila da linhagem Oxynema sp. CENA135, juntamente com os componentes majoritários: heptadecano, [R-[R*,R*-(E)]]- 3,7,11,15-tetrametil-2-hexadeceno e octadecino. Com relação à triagem biológica, as linhagens Cyanobium sp. CENA178 e Cyanobium sp. CENA181, apresentaram atividade anticolinesterásica moderada e fraca, respectivamente. Concomitantemente foi realizada uma co-cultura entre a linhagem de cianobactéria Cyanobium sp. CENA181 e o fungo endofítico marinho Penicillium decaturense, onde foi isolada do extrato bruto do fungo P. decaturense a substância 10,11-deidrocurvularina e como produto da co-cultura foi obtida a substância curvularina. Deste modo, foi demonstrado que houve interação química entre os microrganismos devido a produção de diferentes metabólitos secundários. Adicionalmente, foram investigadas nove linhagens de cianobactérias do gênero Symploca quanto à análise química e biológica, provenientes do Panamá, Samoa Americana e uma da coleção de cultura de Pasteur (PCC8002). Por meio da análise de redes moleculares (molecular networking) foram identificadas três substâncias conhecidas: apratoxina A; palmiramida A e curacina D. Das frações A2143 E e F foi isolada uma substância inédita denominada de caracolamida A. Da fração G foi isolada uma substância conhecida pertencente à classe dos polimetoxi-alquenos isotáticos denominada de 4,6,8,10,12,14,16,18,20,22-decametóxi-heptacos-1-eno. A substância inédita caracolamida A foi comparada com o padrão feniletilamina e ambas demonstraram ter atividade neuromoduladora em concentrações subnanomolares, possuindo efeitos similares na oscilação e frequência dos canais de Ca2+. Os resultados apresentados neste trabalho acrescentam dados químicos e biológicos às espécies estudadas e enriquecem a área de Produtos Naturais Marinhos.
Título em inglês
Chemical and biological investigation of marine microorganisms, and the use of molecular networking as tool for searching bioactive compounds in marine cyanobacteria of the genus Symploca
Palavras-chave em inglês
Caracolamide A
Co-culture
Cyanobacteria
Cyanobium
Isotactic polymethoxy-1-alkene
Molecular networking
Penicillium
Symploca
Resumo em inglês
The marine environment contains a rich biodiversity and, since it is relatively underexplored, is a great source for finding new organisms including marine flora and fauna. This enables the discovery of chemicals with distinct and structures and biological activity. Marine microorganisms, such as cyanobacteria and fungi, have rich secondary metabolism, which yield biologically active molecules. Accordingly, one aim of this work was to evaluate the chemical profiles and biological activities of the compounds isolated from marine cyanobacteria strains Cyanobium sp. CENA178, Cyanobium sp. CENA181 and Oxynema sp. CENA135 from Ilha do Cardoso mangrove, State of São Paulo. The results indicate that it would help to adopt different laboratory cultivation methods for growing cyanobacteria strains to mimic the natural habitat and increase the opportunity to obtain new secondary metabolites. Aminoacids alanine, threonine and valine were identified of the fraction ACN:H2O (40:60) of the strain Oxynema sp. CENA135. Through the analyzes performed in CG-MS, the hexane/ethyl acetate (9:1) fraction of the strain Cyanobium sp. CENA178 showed the components: 2,4-bis (1,1-dimethylethyl) phenol, (Z)-7-hexadecene, 6,10,14-trimethyl-2-pentadecanone and eicosane. From the hexane fraction of Cyanobium sp. CENA181, neophytadiene was observed as the major component, and this was also found in the ethyl acetate fraction of Oxynema sp. CENA135 strain along with heptadecane, 2-hexadecene, 3,7,11,15-tetramethyl-, [R-[R*,R*-(E)]] and 1-octadecyne. Cyanobium sp. CENA178 and Cyanobium sp. CENA181 showed moderate and weak anticholinesterase activity, respectively. Simultaneously, a co-culture was performed using Cyanobium sp. CENA181 and the marine endophytic fungus, Penicillium decaturense. The compound 10,11-dehydrocurvularin was isolated from the crude extract of P. decaturense, and curvularin from only the co-culture. Therefore, it was clear that the microorganisms exhibited an interaction leading to the different production of secondary metabolites. Nine species of cyanobacteria of the genus Symploca from Panama, American Samoa and one from Pasteur culture collection (PCC8002) were investigated to yield new natural products. Through molecular networking analysis three known compounds were identified: apratoxin A; palmiramide A and curacin D. Caracolamide A is a new compound isolated from fractions A2143 E and F. A known compound isolated from the same organism is called 4,6,8,10,12,14,16,18,20,22-decamethoxy-heptacos-1-ene, and it is an isotactic polymethoxy-1-alkene. The new compound caracolamide A demonstrated neuromodulatory activity at subnanomolar concentrations, and displayed similar effects as a phenylethylamine standard on the oscillation amplitude and frequency in Ca2+ channels. The results presented in this work provide chemical and biological information about the species studied, and enrich marine natural products research
 
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Data de Liberação
2019-04-10
Data de Publicação
2017-04-27
 
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