Metabólitos secundários de organismos vivos constituem uma fonte promissora para a descoberta de compostos biologicamente ativos, em particular para o tratamento de doenças como câncer, malária e doenças infecciosas. O capítulo 1 desta tese descreve a síntese e a avaliação da relação estrutura versus atividade de análogos da pseudoceratidina. A pseudoceratidina e sete de seus análogos apresentaram boa atividade contra P. falciparum, cepa 3D7, sensível à cloroquina. Os análogos apresentaram alto índice de seletividade, sugerindo que pequenas modificações estruturais exercem influência na redução da citotoxicidade. A pseudoceratidina também apresentou atividade antiplasmodial contra linhagens resistentes de P. falciparum, cepa K1 (IC₅₀ = 1,1 0,1 μM), com um mecanismo de ação rápido. Outro metabólito secundário de destaque é o alcaloide citotóxico, agelastatina A. No capítulo 2 é descrita a síntese racêmica do esqueleto central ABC da 7-hidroxi agelastatina A. O sistema tricíclico de 5, 6 e 5 membros foi obtido em 4 etapas e com rendimento global de 8% a partir de reagentes comerciais. O capítulo 3 descreve o isolamento de peptaibóis produzidos pelo fungo Hypocrea sp., oriundo da Antártica. Foram isolados seis peptaibóis: a trichogina GA IV, os isômeros AT1M3I-4 e AT1M3I-5, a AT1M3I-3, de esqueleto semelhante à trikoningina KB, a trichokonina VI e a trichokonina VIII. Foram realizados estudos estruturais completos destes peptídeos de massa moecular maior do que 800 Da, inclusive estudos conformacionais por dicroísmo circular. A trichokonina VI e a trichokonina VIII foram ativas contra bactérias Gram-positivas, linhagens de células cancerígenas (MCF-7, MCF-10A, ACP01, HELA e A549) e contra o parasita P. falciparum, cepa 3D7, com IC₅₀ de 0,61 ± 0,17 e 0,53 ± 0,19 μM, respectivamente.