Orientadores: Marcos Hikari Toyama, Kléber Luiz de Araújo e Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moure_MarianaCristinaRodriguez_M.pdf: 1080274 bytes, checksum: a6e3e078955c429c6eb371ccab0b187e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A anémona do mar Bunodosoma caissarum possui mais de 40 proteínas diferentes, como mostrado através da eletroforese 2-D, o que pode levar a uma variedade de efeitos biológicos. Foram investigados também alguns parâmetros farmacológicos, onde se pode verificar a capacidade desta toxina em interagir com modelos de homeostase sanguínea, no caso em particular das agregações plaquetárias, assim como sua capacidade de indução à inflamação, através do edema de pata de rato, onde se observou um aumento de até 400% de modo proporcional a quantidade de material utilizada, sendo o máximo de 12ug/ml. Nos ensaios antibacterianos foi possível observar que o extrato de B caissarum apresentou diminuição de aproximadamente 97% da bactéria Xanihomonas axonopodis. O efeito toxicológico da Bunodosoma caissarum foi estudado através da utilização duas linhagens celulares pancreáticas tumorais RINm5F e RINm5F-Cat (esta última superexpressando a enzima catalase), onde após o período de exposição ao veneno (até 72 h) foi observado um aumento da morte na células RINm5F de modo dose-tempo depentende de até 60%, enquanto que as células RINm5F- Cat não apresentaram diminuição de sua viabilidade celular em nenhuma dose e tempo utilizada, mostrando que a B caissarum poderia causar a morte celular através do aumento do stress oxidativo. A determinação de espécies reativas de oxigênio no meio intracelular foi medido através da fluorescência do DCFH-DA, formados através da incubação com o extrato de B caissarum, mostrando um aumento na produção de espécies reativas de oxigênio de mais de 100% quando comparadas com as células controle. A análise das principais enzimas antioxidantes mostrou que o extrato de B caissarum causou um aumento da atividade da enzima Cu/ZnSOD, tanto para as células RINm5F controle como para as com superexpressão da enzima catalase (RINm5F. Cat), enquanto que, a atividade da enzima glutationa peroxidase não sofreu nenhuma diferença nas células RINm5F controle ou nas RINm5F.Cat. e a enzima catalase não aumentou na células RINm5F e se manteve alta nas células RINm5F.Cat. Sendo assim, Bc provocou um aumento das espécies reativas de oxigenio, sendo principalmente de oxigênio superóxido. Resumindo, este trabalho visa contribuir de forma modesta ao entendimento da ação de toxinas de anémonas do mar mostrando que a Bunodosoma caissarum possui características antibacteriana, cítotóxica, inflamatório e trombolíticos que podem ser de grande xi interesse biológico e farmacológico, e o possível mecanismo de citotoxicidade B. caissarum em células de mamíferos, que inclui aumento do estresse oxidativo com excessiva produção de peróxido de hidrogênio, pelo menos no caso das células produtoras de insulina / Abstract: Acording to our studies, we could notice that the sea anemone, Bunodosoma caissarum have more than 40 different protein, as showed through the electrophoresis 2-D, what may lead to a variety of biological effects. Also was investigated, some pharmacological parameters where we could confirm the ability of this toxin on interacting with models of blood homeostasis. In particular case of the platelet aggregation, as well as its ability to induce inflammation, trough the edema in rat paw, where we could observe an increased response proportional to the amount of used material. In the antibacterian tests it was possible to observe that the Be extracts presents a decrease in the numbers of severals bacterias in a dose dependent way. The toxicological effect of the Bunodosoma caissarum was studied through the use of two pancreatic tumor cell lines RINm5F and RINm5F-Cat (the last one overexpressing the enzyme catalase), where after the period of exposure to the poison (till 72h), was observed an increase in RINmSF cell death, much greater than when compared with cells RINm5F-Cat, in every doses and administrated time, showing that the Be could cause cell death through the oxidative stress increase. The DCFH-DA test measured the production of reactive oxygen species intracellularly formed by incubation with the Be extract, showing an increase in the production of reactive oxygen species of more than 100% when compared with control cells. The analysis of the main antioxidant enzymes showed that the Be extract caused an increase in enzyme Cu/ZnSOD activities, both cells Rinm5F control and for the overexpression of catalase (RINm5F. Cat), while the glutathione peroxidase did not suffered any difference in RINm5F cell control or in the RINm5F.Cat. and the catalase enzyme did not increase in the RINm5F cells and remained high in cells RINm5F.Cat. So, we could believe that Be caused an increase in the reactive oxygen species, being mainly the oxygen superoxide. Abstracting, this paper aims to contribute modestly to the understanding in molecular level of the sea anemone toxin action, showing that the Bunodosoma caissarum have antibacterial, cytotoxic, inflammatory and thrombolytic characteristics that can be of great biological and pharmacological interest, and the possible mechanism of cytotoxicity of the Bunodosoma caissarum in mammals cell, certainly includes increased oxidative stress with excessive production of hydrogen peroxide, at least in the case of insulin-producing cells / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

This study aimed to calculate physicochemical descriptors for a class of 22 naphtoimidazolic derived compounds that possess microbicidal, bactericidal, fungicidal, trypanocidal activity and so on. The descriptors were also calculated for benznidazole, a drug used in the treatment of Chagas disease and the ravuconazole, which shows itself effective in all strains of the parasite. After calculation of the descriptors found at which of these would be responsible for the separation of compounds into active and inactive. To do so, the structures were pre-optimized through chemical calculations of molecular mechanics and optimized by semi empirical calculations, based on Austin Model 1. After the molecular optimization, multivariate chemometric calculations to make the separation of active and inactive compounds were performed and verify which of descriptors were calculated for separating the relevant class of compounds. Were made 4 chemometric analysis of principal component analysis and hierarchical cluster analysis, where information was available and the similarities of groups formed for the compounds and the descriptors. In the last chemometric analysis it was found that the most active compounds were FSE-1, FSE-2, FSE-13 and FSE-14 and the descriptor responsible for the observed activity would be ELUMO while that would be responsible for the inactivity was AE. Through calculations of the LUMO frontier orbitals, we found that the benzene ring and the imidazole ring are regions in structures that favor the formation of molecular interaction. For benzene of naphthalene, it was observed that the para and ortho positions are also regions of probable formation of molecular interaction. The electrostatic potential maps calculated showed that clusters with concentration of negative charges do not encourage biological activity of naphttimidazolic derivatives. To calculate the molecular anchoring it was used the cruzain enzyme from T. cruzi due its importance in all stages of the parasite life cycle. Realized molecular anchoring it was found that the most relevant interactions are stacking interactions and interactions with the imidazole ring in the ortho and para positions of the naphthalene ring of FSE derivatives. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho teve por objetivo calcular descritores físico-químicos para uma classe de 22 compostos de derivados naftoimidazólicos que possuem atividade microbicida, bactericida, fungicida, tripanocida dentre outras. Os descritores também foram calculados para o benzonidazol, fármaco usado no tratamento da doença de Chagas e para o ravuconazol, fármaco que se mostra efetivo em todas as cepas do parasito. Após o cálculo dos descritores verificou-se quais destes seriam responsáveis pela separação destes compostos em ativos e inativos. Para tanto, as estruturas foram pré-otimizadas através de cálculos químicos da mecânica molecular e otimizadas em cálculos semi-empíricos, na base Austin Model 1. Após a otimização molecular, foram realizados cálculos quimiométricos multivariados para fazer a separação dos compostos em ativos e inativos e, verificar quais dos descritores calculados foram relevantes para a separação da classe de compostos. Foram efetuadas 4 análises quimiométricas de análise de componentes principais e análise hierárquica de agrupamentos, onde foi possível obter informações dos grupamentos e das similaridades formadas para os compostos e para os descritores. Na última análise quimiométrica foi verificado que os compostos mais ativos foram FSE-1, FSE-2, FSE-13 e FSE-14 e que o descritor responsável pela atividade observada seria o ELUMO enquanto que aquele responsável pela inatividade seria o AE. Através dos cálculos dos orbitais de fronteira LUMO, foi possível verificar que o anel benzênico e o anel imidazol são regiões nas estruturas que favorecem a formação de interação molecular. Para o benzeno do naftaleno, observou-se que as posições para e orto, também são regiões de provável formação de interação molecular. Os mapas de potencial eletrostático calculados mostraram que grupamentos com concentração de cargas negativas, não favorecem a atividade biológica dos derivados naftoimidazólicos. Para o cálculo do ancoramento molecular foi utilizada a enzima cruzaína de T. cruzi, devido sua importância em todos os estágios do ciclo de vida do parasito. Realizado o ancoramento molecular verificou-se que as interações mais relevantes são as de empilhamento, as interações com anel imidazol e interações nas posições orto e para do anel naftaleno para os derivados FSE.

Orientador: Helena Teixeira Godoy / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T10:31:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Scherer_Rodrigo_D.pdf: 928592 bytes, checksum: 5a302dc29cabc12b55ee37f7e292ef66 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: No presente trabalho foram avaliados alguns extratos vegetais com relação à atividade biológica (antioxidante e antimicrobiana) e sua composição. Do carrapicho (Xanthium strumarium) foram estudados 18 extratos diferentes obtidos com extração supercrítica, hidrodestilação, maceração, maceração dinâmica e soxhlet com solventes de diferentes polaridades, incluindo metanol, etanol, acetato de etila e clorofórmio/diclorometano (1/1), enquanto que das plantas cravo-da-índia (Caryophillus aromaticus L.), citronela (Cymbopogon winterianus) e palmarosa (Cymbopogon martinii) apenas o óleo essencial. Também foram avaliadas as frações isoladas eugenol e eucaliptol. Para determinação da atividade antioxidante foi desenvolvido um novo índice utilizando o radical DPPH (2,2-difenil-1-picril-hidrazila), chamado de Índice de Atividade Antioxidante (IAA), através do qual foi possível comparar a capacidade antioxidante dos diferentes extratos vegetais com compostos de referência. A determinação da atividade antimicrobiana foi realizada através da determinação da concentração inibitória mínima (CIM), através da qual a ação antimicrobiana dos extratos foi comparada com a ação de alguns antibióticos frente aos microrganismos Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella thyphimurium, Pseudomonas aeruginosa e Clostridium perfringens. Na avaliação da composição das frações voláteis, foi utilizada a cromatografia a gás com detector de massas para a identificação e com detector de ionização em chama para a quantificação dos compostos. Nos extratos fixos, foi utilizada a cromatografia líquida com detector de arranjo de diodos e detector de massas para a confirmação da identidade dos compostos fenólicos avaliados. Os resultados mostraram que os extratos hidrodestilados e extratos supercríticos de X. strumarium apresentaram uma composição qualitativa muito semelhante, entretanto, foram diferentes quantitativamente, pois no extrato hidrodestilado o _-guaieno foi encontrado com 79,6% da composição, enquanto que nos extratos supercríticos a concentração foi de 0,2 a 0,5%. Os extratos hidrodestilados e os extratos supercríticos de X. strumarium apresentaram ação antioxidante muito fraca, porém forte ação antimicrobiana, entretanto, os extratos fixos de X. strumarium apresentaram forte ação antioxidante e forte ação antimicrobiana. Nos extratos fixos de X. strumarium foram identificados dois compostos fenólicos majoritários, o ácido ferúlico e o ácido clorogênico, sendo que esses compostos foram encontrados em maiores quantidades nos extratos metanólicos e etanólicos do que nos extratos obtidos com acetato de etila e diclorometano/clorofórmio. Além disso, foi encontrado um alto grau de correlação entre o teor desses compostos com a atividade antioxidante dos extratos. Foi encontrado nos cotilédones e nas sementes de X. strumarium o composto hepatotóxico carboxiatractilosideo, mas não foi encontrado nas folhas em estádio adulto, sendo assim, o uso medicinal dessa planta deve ser restrito apenas as folhas na fase adulta. Tanto o óleo de cravo quanto o eugenol apresentaram atividade antioxidante muito forte e ação antimicrobiana forte a moderada sobre os microrganismos avaliados. Os óleos de citronela e palmarosa e o eucaliptol apresentaram fraca ação antioxidante, porém forte a moderada ação antimicrobiana. O eugenol é o componente majoritário do óleo de cravo seguido pelo _-cariofileno, enquanto que nos óleos de citronela e palmarosa, o _-citronelal e o geraniol foram os componentes majoritários, respectivamente. Considerando que o eucaliptol e o eugenol apresentaram boa atividade antimicrobiana, e o fato de serem frações isoladas, o que facilita o controle de qualidade e a aquisição de lotes homogêneos de amostras, os dois compostos foram escolhidos para serem testados como alternativa aos antibióticos utilizados como promotores de crescimento em frangos de corte no período de 1 a 21 dias. No experimento, foram utilizados 392 pintos machos distribuídos em 7 tratamentos onde foram utilizados o eucaliptol e o eugenol microencapsulados e o antibiótico avilamicina. Os resultados mostraram que a associação dos dois compostos afetou negativamente o desempenho das aves, entretanto, a utilização de eucaliptol (500 mg/kg) ou eugenol (500 mg/kg) melhorou o desempenho das aves em relação ao controle. Não foram verificadas diferenças significativas com o tratamento de 10 mg/kg de avilamicina, portanto, é possível substituir a avilamicina pelos extratos vegetais testados sem comprometer o desempenho das aves na fase inicial / Abstract: In this work the biological activity (antioxidant and antimicrobial), as well as the composition of several plant extracts were studied. For cocklebur (Xanthium strumarium), 18 different extracts were studied, including supercritical extraction, hydrodistillation, maceration, dynamic maceration and soxhlet with different extracting solvents, including methanol, ethanol, ethyl acetate and chloroform/dichloromethane (1/1), while clove (Caryophillus aromaticus L.), citronella (Cymbopogon winterianus) and palmarosa (Cymbopogon martinii) only the essential oil. The isolated fractions eucalyptol and eugenol were analyzed too. To the antioxidant activity evaluation, a new Antioxidant Activity Index (AAI) using the DPPH radical (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl) was proposed, that use was possible to compare the antioxidant strength between plant extracts, as well as between pure compounds. The antimicrobial activity of samples was evaluated by the determination of the minimal inhibitory concentration (MIC), by the way the extracts were compared with antibiotics against the microorganisms Staphylococcus aureus, Escherichia coli, Salmonella thyphimurium, Pseudomonas aeruginosa e Clostridium perfringens. The composition of the volatile fractions was carried out using a gas chromatography coupled with mass spectrometer detector for the identification and coupled with flame ionization detector (FID) for the quantification of the compounds. For non-volatile fractions, a liquid chromatography coupled with diode array detector and coupled with mass spectrometer detector was used in the phenolic compounds analysis. The results showed that the composition of the X. strumarium extracts obtained by supercritical extraction and by hydrodistillation presented little qualitative difference, but they did differ quantitatively, 79.6% of _-guaiene was found in the hydrodistilled, while as 0.2 to 0.5% in the supercritical extracts. Hydrodistilled and supercritical extracts of X. strumarium presented poor antioxidant activity, but strong antimicrobial activity, however, the non-volatile fractions exhibit strong antioxidant and antimicrobial activities. In the non-volatile fractions, two phenolic compounds was indentified, the ferulic and chlorogenic acids, since that the concentrations were higher in methanolic and ethanolic extracts than the ethyl acetate and chloroform/dichloromethane extracts, moreover, high correlation between these compounds and antioxidant activity was found. The results show that carboxyatractyloside, a high liver toxic compound, is indeed present in the seeds and in the cotiledonary stage (two leaves stage) but not in adult leaves, therefore for medicinal use, only the adult leaves should be used. The clove oil and the eugenol presented very strong antioxidant activity and strong to moderate antimicrobial activity against tested microorganisms. The citronella and palmarosa oils and the eucalyptol showed poor antioxidant activity and strong to moderate antimicrobial activity. The eugenol was found as the majority compound in the clove oil followed by B-caryophyllene, while as in the citronella and palmarosa oils the B-citronellal and geraniol were the majority compounds, respectively. Considering that the eucalyptol and eugenol showed good antimicrobial activity and are isolated compounds, that make easy the control quality and the acquisition of the homogeneous samples batches, they are chosen compounds to be tested as alternative growth promoters in broilers from 1 to 21 days of age. In this experiment were used 392 male broilers (Ross), distributed in 7 treatments where used eucalyptol and eugenol microencapsulated and the antibiotic avilamicyn. The results showed that the association of the two compounds had negative effect in the broilers performance, however, when the eucalyptol (500 mg/kg) or eugenol (500 mg/kg) was used, the broilers performance were better than control group, and no significant difference to 10 mg/kg of avilamicyn was observed. So, the avilamycin can be substituted by the tested plant extracts without to lose the performance of birds in the growing phase / Doutorado / Doutor em Ciência de Alimentos

Os antibióticos vem sendo empregados por décadas no combate as infecções bacterianas mas, muitos deles são usados como agentes antitumorais, imunissupressores, lipocolesterolégicos, inibidores de enzimas e agentes antiparasitários. Os microrganismos, e dentre eles os fungos, são produtores de metabólitos secundáros, com atividades biológicas, cuja produção é regulada para impedir uma superprodução desnecessária. O aumento na produção de uma substância só é conseguido desregulando tal processo o que é pssível através de manipulação genética ou nutricional. O presente projeto teve por objetivo otimizar as condições de cultivo do fungo endofítico Papulaspora immersa para incrementar a produção de metabólitos secundários com atividades antibacteriana, antiparasitária, antifúngica e antitumoral. O fungo foi cultivado em duas etapas: inicialmente em meio pré-fermentativo por 48 horas seguido de transferência da massa micelial obtida para meio fermentativo Czapek e nesta etapa vários parâmetros que alteram as condições de cultivo foram variados. Os cultivos foram realizados assepticamente a 30°C e sob agitação constante e o filtrado das culturas foram particionados com solventes orgânicos obtendo-se os extratos, aceto etílico, butanólico, etanólico e aquoso. Nos estudos iniciais o tempo de cultivo no meio fermentativo foi de 20 dias (condição padrão) e sob esta condição, o extrato aceto etílico apresentou a melhor atividade antibacteriana para Pseudomonas aeruginosa (CIM = 90 g/mL) e não foi detectada atividade frente a Escherichia coli , assim como não foi observada atividade antifúngica para estes extratos. As seguintes variáveis foram testadas nas condições de cultivo no meio fermentativo : período de incubação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio, pH, temperatura e a proporção das fontes carbono/nitrogênio do meio. Cada extrato obtido proveniente das diferentes condições de cultivo foi avaliado para atividade antibacteriana, antitumoral, antifúngica e inibidora das enzimas gGAPDH deTrypanosoma cruzi e APRT de Leishmania tarentolae em ensaios de CIM. O extrato que apresentou a melhor atividade antibacteriana foi obtido das seguintes condições de cultivo: meio suplementado com 3,0% de sacarose; 0,2% de Nitrato de sódio; pH inicial 5,0, após 9 de incubação a 30 °C, ou seja, CIM de 90 g/mL para P. aeruginosa e de 100 g/mL para E. coli. Nestas mesmas condições obteve-se os melhores níveis de atividade antitumoral frente as três linhagens humanas avaliadas (HCT-8, MDA-MB435 e SF295). A melhor atividade inibitória da enzima parasitária APRT de L. tarentolae (79,82 %) foi obtida do extrato aceto etílico proveniente do cultivo em meio fermentativo nas mesmas condições anteriores, porém quando a cultura era incubada a 35°C e não a 30°C. Significativa atividade inibitória sobre esta enzima (79,25 %) foi também obtida de extrato aceto etílico proveniente da mesma condição de cultivo anteriormente citada, porém em pH 4,0 a 30°C, condição na qual a atividade antibacteriana mostrou-se insignificante. Nenhum dos extratos analisados apresentou atividade inibitória significativa para a enzima parasitária gGAPDH de T. cruzi. A otimização das condições de cultivo do fungo Papulaspora immersa demonstrou que 9 dias de cultivo em meio fermentativo eram suficientes para a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas e que é possível obter-se uma determinada atividade em maior concentração dependendo por exemplo do pH ou da temperatura em que se cultiva esse fungo. / Due to the increase in the microbial resistance to the current antibiotics, investigations in substances with antimicrobial activities, as well as substances with antiparasite and antitumoral activities, become relevant. Among the important natural sources in the development of new drugs, the secondary metabolites of microorganism have showed promising results, producing different structural components and a great number of biologically active compounds. Endophytic fungi, known for habiting the interior of plants at some point in their life cycle, without causing visible symptoms of diseases, present a high proportion of new isolated substances with biological activity, but are seldom studied for this purpose. The current project aimed to optimize the culture conditions of the endophytic fungus Papulaspora immersa, in order to increase the production of secondary metabolites with antibacterial, antifungal and antitumoral activities. The fungus was cultured in two steps: pre-fermentative medium for 48 hours, aiming to obtain micelial mass, followed by transference to Czapek fermentative medium, and reincubation in different times. The cultures were performed asseptically at 30°C and under Constant agitation. After filtration of the culture fluid and partition with organic solvents, the following extracts were obtained: acethyl ethylic, butanolic, ethanolic and aquous. In the initial studies, the culture was performed in Czapek fermentative medium for 20 days of incubation, the standard culture condition. In this condition, the extract acethyl ethylic showed the best antibacterial activity with Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of 90 µg/mL for Pseudomonas aeruginosa. Antifungal activity was not observed for these extracts. Afterwards, the incubation period, carbon source, nitrogen source, pH, temperature and proportion of carbon/nitrogen sources varied. Each extract obtained from the different culture conditions was evaluated in MIC assays and the best condition was selected. The extract that showed the best antibacterial activity was obtained from the culture in fermentative medium after 9 days of incubation using saccharosis (3.0%) as carbon source and sodium nitrate (0.2%) as nitrogen source, in pH 5.0 at 30 °C with MIC values of 90 µg/mL for P. aeruginosa, and 100 µg/mL for E. coli. The culture condition that resulted in the production of the best antitumoral activity was the same detected for the antibacterial activity. In this condition, the endophytic fungus Papulaspora immersa hás also produced secondary metabolites that demonstrated to be very active against the three human tumoral cell lines evaluated (HCT-8, MDA-MB435 and SF295). The best culture conditions for the production of secondary metabolites with inhibitory activity of the parasitary enzyme APRT of L. tarentolae were obtained from extracts cultured in the same conditions previously described, except for the fact that the incubation temperature was 35°C and presented inhibitory activity of 79.82 %. High inhibitory activity over this enzyme (79.25 %) was also obtained in these same conditions, but with an initial pH of the culture of 4.0 and at 30°C. None of the extracts analyzed present significant inhibitory activity for the parasitary enzyme gGAPDH of T. cruzi. The optimization of the culture conditions of the fungus Papulaspora immersa has demonstrated to be very important for the production of secondary metabolites with biological activities. To conclude, it can be said that the determination of the ideal culture conditions allowed to diminish the incubation time from 20 to 9 days and find the conditions that maximize the content of substances with the different activities in the extracts of P. immerse, such as, for example, the differential synthesis of substances in different pH and temperature values, which shows the importance of the abiothyc variables in the synthesis of secondary metabolites.

O ambiente marinho, pela própria diversidade orgânica que representa, tem sido reconhecido como fonte promissora de metabólitos secundários biologicamente ativos. Algas marinhas produzem grande variedade de substância terpenoídicas, aromáticas e de origem policetídica, e bioensaios têm demonstrado importante potencial biológico relativo a estes metabólitos. Micro-organismos associados às algas, tais como fungos endofíticos, também representam importante e promissora fonte de produtos naturais com esqueletos estruturalmente diversos. Bostrychia é um gênero algal fisiológica e biogeograficamente bem estudado mas são escassas as informações quanto à sua composição química, predominando a descrição de polióis e de moléculas de baixo peso molecular. Neste trabalho, os resultados da comparação dos perfis cromatográficos de espécies de Bostrychia representam uma primeira abordagem qualitativa dos constituintes polares do conjunto de espécies desse gênero ocorrentes no litoral norte do estado de São Paulo, e deverá ser complementado por meio do isolamento e identificação estrutural de seus constituintes majoritários. O isolamento de fungos endofíticos a partir de B. radicans (coletadas em ambiente de costão rochoso e manguezal) e B. tenella (coletadas no costão rochoso) possibilitou a preservação de 135 linhagens disponíveis para estudos posteriores. Dentre as linhagens isoladas de B. radicans costão, dez foram selecionadas para cultivo em meio sólido e entre estas três (C75, C81 e C82) foram selecionadas para estudos químicos e biológicos. As linhagens C81 e C82 foram identificadas por dados moleculares como Phomopsis longicolla e Penicillium brevicompactum, respectivamente. Foram isoladas e identificadas três substâncias conhecidas a partir de P. longicolla (18-deoxicitocalasina H, ácido micofenólico e dicerandrol C) e duas a partir de P. brevicompactum (ácido micofenólico e seu derivado metilado). Nos ensaios biológicos, a fração hexânica de P. longicolla apresentou alta atividade antimicrobiana (abaixo de 100g.mL-1), bem como um de seus metabólitos isolados (atividade abaixo de 10g.mL-1), frente às bactérias Staphylococcus aureus e S. saprophyticus. Esse mesmo metabólito também apresentou potencial de inibição de degranulação de mastócitos e atividade citotóxica, reforçando o potencial dos micro-organismos endofíticos na biossíntese de compostos que possam auxiliar no desenvolvimento de novos fármacos. Em conjunto, os resultados obtidos mostram que algas marinhas e fungos endofíticos associados representam uma importante área a ser explorada em relação ao potencial biológico de produtos naturais. / The marine environment, due to its organic diversity, has been recognized as a promising source of new biologically active secondary metabolites. Seaweeds produce a large variety of terpenoidic, aromatic and poliketids substances. Bioassays have been demonstrated significant biological potential concerning these metabolites. Microorganisms associated with algae, such as endophytic fungi, also represent important and promising source of natural products with molecularly-diverse structures. Bostrychia is an ecophysiology, biogeographically well-studied algal genus, but information about its chemical composition is scarce, prevailing reports about its polyol and low-molecular-weight contents. In this work, the results of the comparison of the chromatographic profiles of Bostrychia species growing in the north coast of São Paulo State represent a first qualitative approach of the polar constituent in this genus, and may be complemented by isolation and identification of their majority constituents. The isolation of endophytic fungi from B. radicans (collected in rocky shore and mangrove environment) and B. tenella (collected in the rocky shore) allowed the preservation of 135 strains available for posterior studies. Among the strains isolated from B. radicans rocky shore, ten were selected for cultivation in solid medium and three (C75, C81 e C82) were selected for chemical and biological studies. C81 and C82 strains were identified by molecular data as Phomopsis longicolla and Penicillium brevicompactum, respectively. Three known substances were isolated and identified from P. longicolla (18-deoxycytochalasin H, mycophenolic acid and dicerandrol C) and two from P. brevicompactum (mycophenolic acid and its methyl derivative). Biological assays revealed the hexanic fraction of P. longicolla presenting high antimicrobial activity (below of 100g.mL-1) against Staphylococcus aureus and S. saprophyticus, as well as one of its isolated metabolites (activity below of 10g.mL-1). This metabolite also presented mast cell degranulation inhibition and cytotoxic activity, reinforcing the potential of endophytic microorganisms in the byosinthesis of compounds that can be useful in the new drugs development. As a summary, the results show that algae and their endophytic fungi associated represent an important field to be explored in terms of biological potential of natural products.

O presente projeto teve por objetivo a otimização das condições de cultivo do fungo endofítico Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. para incrementar a produção de metabólitos secundários com atividades antibacteriana, antifúngica, antiparasitária e antitumoral. O fungo foi cultivado em meio líquido em duas etapas distintas, primeiramente em 200 mL de meio pré-fermentativo de Jackson por 48 horas a 30 °C sob agitação constante (120 rpm), e posteriormente, reinoculando a massa micelial assepticamente obtida na etapa pré-fermentativa, em 400 mL de meio fermentativo Czapek, seguido de reincubação a 30 °C sob agitação constante (120 rpm). Após filtração do fluido da cultura e partição com solventes orgânicos obteve-se os extratos, aceto etílico, butanólico, etanólico e aquoso. A condição de cultivo padrão, cultivo inicial em meio fermentativo Czapek, foi realizada por 20 dias de incubação. Os extratos provenientes desta condição de cultivo foram avaliados quanto às atividades antibacteriana e antifúngica. O extrato aceto etílico apresentou, nesta condição de cultivo, a melhor atividade antibacteriana com concentração inibitória mínima (CIM) de 270 ?g/mL para Escherichia coli, não sendo observada atividade antifúngica nestes extratos. Após avaliação inicial foram realizadas modificações na condição de cultivo padrão em meio fermentativo, objetivando a otimização da atividade antibacteriana, anteriormente reportada. Avaliou-se as variáveis, período de incubação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio, pH, temperatura e proporção carbono/nitrogênio do meio, respectivamente. Cada variável foi aferida realizando ensaios de CIM dos extratos provenientes dos diferentes cultivos realizados, selecionando a melhor condição para a otimização da variável seguinte. A melhor condição para a produção de metabólitos secundários com atividade antibacteriana foi obtida em 9 dias de incubação utilizando-se sacarose (3,1%) como fonte de carbono e nitrato de sódio (0,1%) como fonte de nitrogênio, em pH 4 a 30 °C com valor de CIM de 90 ?g/mL para Escherichia coli e P. aeruginosa atividade esta superior a detectada sob a condição de cultivo padrão. Para a atividade antifúngica, anteriormente não detectada, a melhor condição de cultivo foi com a utilização de sacarose (3,1%) e nitrato de sódio (0,1%) em pH 4 a 30 °C para Aspergillus fumigatus (CIM de 130 ?g/mL) e sacarose (3,0%) e nitrato de sódio (0,2%), em pH 4 a 30 °C para Candida albicans ( CIM de 140 ?g/mL). A melhor condição de cultivo para a produção de metabólitos secundários com atividade antitumoral foi obtida com a utilização de sacarose (3,0%) como fonte de carbono e nitrato de sódio (0,2%) como fonte de nitrogênio, em pH 4 a 30 °C para as três linhagens tumorais humanas avaliadas (HCT-8, MDA-MB435 e SF295) nas quais detectou-se 100% de inibição de crescimento celular, esta condição foi também responsável pela melhor atividade inibitória da enzima APRT de L. tarentolae, apresentando 66,41% de inibição, indicando possível atividade antiparasitária. A otimização de condições de cultivo do fungo Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. mostrou-se relevante para a produção de metabólitos secundários bioativos. / The purpose of the current project was to optimize the conditions of culture of the endophytic fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. in order to increase the production of secondary metabolites with antibacterial, antifungal, antiparasitary and antitumor activities. The fungus was cultivated in a liquid medium in two different steps; first, in 200 mL of Jackson pre-fermentative medium for 48 hours at 30 °C, under constant agitation (120 rpm), and subsequently, reinoculating the mycelial mass aseptically obtained in the pre-fermentative step in 400 mL of Czapek fermentative medium, followed by reincubation at 30 °C under constant agitation (120 rpm). After filtration of the culture fluid and partition with organic solvents, the following extracts were obtained: acetyl ethylic, buthanolic, ethanolic and aqueous. The standard culture condition, initial culture in Czapek fermentative medium, was performed during 20 days of incubation. The extracts obtained from this culture condition were evaluated regarding the antibacterial and antifungal activities. The acetyl ethylic extract presented, in this culture condition, the best antibacterial activity, with a Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of 270 ?g/mL for Escherichia coli; antifungal activity was not observed in this extracts. After the initial evaluation, modifications in the standard culture condition in fermentative medium were performed, aiming to optimize the previously reported antibacterial activity. The following variables were assessed: incubation period, carbon source, nitrogen source, pH, temperature and proportion of carbon/nitrogen in the medium. Each variable was evaluated using MIC assays of the extracts obtained from the different cultures performed, allowing the selection of the better condition for the variable optimization. The best condition for the production of secondary metabolites with antibacterial activity was obtained in 9 days of incubation, using sucrose (3.1%) as the carbon source and sodium nitrate (0.1%) as the nitrogen source, in pH 4 at 30 °C, with a MIC value of 90 ?g/mL for Escherichia coli and P. aeruginosa, which was superior to the activity detected under the standard culture condition. For the antifungal activity, previously undetected, the best culture condition was obtained using sucrose (3.1%) and sodium nitrate (0.1%) in pH 4 at 30 °C for Aspergillus fumigatus (MIC of 130 ?g/mL), and sucrose (3.0%) and sodium nitrate (0.2%), in pH 4 at 30 °C for Candida albicans (MIC of 140 ?g/mL). The best culture condition for the production of secondary metabolites with antitumor activity was obtained using sucrose (3.0%) as the carbon source and sodium nitrate (0.2%) as the nitrogen source, in pH 4 at 30 °C, for the three human tumor cell lines assessed (HCT-8, MDA-MB435 and SF295), in which 100% of cell growth inhibition was detected; this condition also accounted for the best inhibitory activity of the enzyme APRT of L. tarentolae, presenting 66,41% of inhibition, indicating possible antiparasitary activity. The optimization of the culture conditions for the fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. proved to be relevant for the production of bioactive secondary metabolites.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-28T11:53:19Z No. of bitstreams: 1 flaviadelgaudioguimaraes.pdf: 1142633 bytes, checksum: 991f1b922805b3633df3551118ec22e9 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-06-28T12:25:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 flaviadelgaudioguimaraes.pdf: 1142633 bytes, checksum: 991f1b922805b3633df3551118ec22e9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T12:25:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 flaviadelgaudioguimaraes.pdf: 1142633 bytes, checksum: 991f1b922805b3633df3551118ec22e9 (MD5) Previous issue date: 2013-07-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A crescente frequência de microrganismos resistentes nas instituições de saúde, têm evidenciado a necessidade pela busca de novas moléculas que possam permitir uma melhoria no tratamento de infecções por organismos patogênicos resistentes a profilaxias convencionais. As plantas aromáticas, bem como os respectivos óleos essenciais, são utilizadas há séculos como flavorizantes, na fabricação de cosméticos e perfumarias, e farmacologicamente com fins medicinais, o que tem estimulado a procura por substâncias biologicamente ativas e eficazes, especialmente contra microrganismos. Os óleos essenciais de plantas do gênero Cymbopogon e seus componentes são reconhecidos por apresentarem atividade antimicrobiana, antihelmíntica, antiparasitária, antiinflamatória, anticonvulsivante e antioxidante. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade biológica in vitro do óleo essencial da planta medicinal Cymbopogon winterianus Jowitt ex Bor, popularmente conhecida como citronela. Foram utilizados os métodos: teste de difusão em discos, concentração inibitória mínima e curva de crescimento bacteriano (método indireto) frente às cepas de referência da American Type Culture Collection (ATCC) - Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Staphylococcus simulans ATCC 27851, Entrobacter cloacaceae ATCC 23355, Proteus mirabilis ATCC 15290 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Serratia marcescens ATCC 14756, Escherichia coli ATCC 35211 - e cepa de isolado clínico - Staphylococcus aureus 53581, além dos ensaios de citotoxicidade pelo método de redução do corante tretazólio (MTT), utilizando células da linhagem Vero. O óleo de citronela apresentou atividade antibacteriana contra as cepas Gram-positivas testadas enquanto que as cepas Gram-negativas utilizadas neste trabalho mostraram-se resistentes. No estudo da citotoxicidade os resultados indicaram que a viabilidade celular, manteve-se superior a 100%, demonstrando que este óleo não apresentou citotoxicidade sobre as células em estudo, nas concentrações avaliadas. / The increasing frequency of resistant microorganisms in healthcare institutions, has shown the need for searching new molecules that may allow an improvement in the treatment of infections caused by pathogens resistant to conventional prophylaxis. Aromatic plants and their essential oils have been used for centuries as a flavoring in the manufacture of cosmetics and perfume, and pharmacologically for medicinal purposes, which has stimulated the search for biologically active substances and effective, especially on microorganisms. The essential oils plants of the genus Cymbopogon and its constituents are known for having antimicrobial activities, anthelmintic, antiparasitic, anti-inflammatory, anticonvulsant and antioxidant. Therefore, the aim of this study was to evaluate in vitro the biological activity of the essential oil of Cymbopogon winterianus medicinal plant, popularly known as citronella. The methods used were: disk diffusion test, minimum inhibitory concentration and bacterial growth curve (indirect method) against reference strains from the American Type Culture Collection (ATCC) - Enterococcus faecalis ATCC 29212, Staphylococcus aureus ATCC 25923, Staphylococcus epidermidis ATCC 12228, Staphylococcus simulans ATCC 27851, Entrobacter cloacaceae ATCC 23355, Proteus mirabilis ATCC 15290 Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853, Serratia marcescens ATCC 14756, Escherichia coli ATCC 35211 - and strain from clinical isolate - Staphylococcus aureus 53581, apart from cytotoxicity assays by the method of tretazólio dye reduction (MTT), using Vero cell line. The citronella oil presented antibacterial activity against Gram-positive strains tested whereas Gram-negative strains used in this study were resistant. In the study of cytotoxicity results indicated that cell viability remained above 100%, indicating that this oil had no cytotoxicity of the cells under study at the concentrations evaluated.

In this work, a method for the synthesis of a series of heterocyclic compounds that preserve the amino group of the starting material, is presented. For this study, a-oxoketene O,N-acetals were obtained from the reaction of b-oxothioxo ester and different primary amines. The reactivity of the elctrophilic centers of O,N-acetals was investigated through cyclization reactions using 1,2-dinucleophiles such as hydrazine and phenylhydrazine with the reaction carried out in solid support. The functionalized heterocycles 5(3)-amino substituted 3(5)-phenyl 1H-pyrazoles and 3-amino substituted 1,5-diphenyl pyrazoles, were obtained selectively. When 1,2-dinucleophiles such as hydrazine and phenylhydrazine hydrochloride were used, ethoxy pyrazoles 5(3)-ethoxy 1H-pyrazole, 3-ethoxy 1,5-diphenyl pyrazole and 5- ethoxy 1,3-diphenyl pyrazole, were obtained, demonstrating the influence of these salts in the formation of different substitution pattern. The investigation of the possible biological activity of the pyrazoles systems obtained was performed in vitro and was accomplished through the analysis of the antimicrobial activity by the Bioautography method and Minimal Inhibitory Concentration (MIC) front to a collection of different indicative microorganisms. The inhibitory activity of the acetylcholinesterase (AChE) enzyme was also investigated. / Neste trabalho, nós estudamos a obtenção de uma série de heterociclos que preservassem o grupo amino dos compostos de partida. Para tanto, obtivemos a-oxocetenos O,N-acetais a partir da reação entre b-oxotioxo éster e diferentes aminas primárias. A reatividade dos centros eletrofílicos dos O,N-acetais foi investigada em reações de ciclização usando 1,2-dinucleófilos como hidrazina e fenil hidrazina em reações com suporte sólido. Obteve-se seletivamente os heterociclos funcionalizados 5(3)-amino substituído 3(5)-fenil 1H-pirazóis e 3-amino substituído 1,5-difenil pirazóis. Quando utilizamos como 1,2-dinucleófilos os cloridratos de hidrazina e fenil hidrazina, obtivemos 5(3)-etóxi 1H-pirazol, 3-etóxi 1,5-difenil pirazol e 5-etóxi 1,3-difenil pirazol demonstrando a influência destes sais na formação de diferentes padrões de substituição. A investigação da possível atividade biológica in vitro dos sistemas pirazólicos obtidos foi realizada por meio da análise da atividade antimicrobiana pelo método de Bioautografia e Concentração Inibitória Mínima (CIM) frente a uma coleção de diferentes microrganismos indicadores; bem como análise da atividade da enzima acetilcolinesterase (AChE).

The successive use of pig slurry as a soil fertilizer on pasture areas is a common practice in southern Brazil. While there are economic benefits of reuse of waste, this practice poses serious environmental risks and can cause changes in the composition and activity of soil organisms. The soil organisms and microbiological soil quality indicators are very sensitive and allow the monitoring of the soil environment conditions. This work aimed to study the effect of the successive application of pig slurry in pasture areas on the composition, biological activity and microbiological soil quality. The study was conducted in Três Passos/RS in two harvest periods (winter and spring), in areas with use of manure 2 years ago (A2), 14 years (A14) and native forest (NF). In all areas we analyzed the composition of soil organisms through the use PROVID and TSBF, biological activity, using litter bags and bait blade test; was also evaluated the microbiological quality of the soil from the determination of carbon content in the microbial biomass, soil microbial respiration, metabolic quotient (qCO2) and activity of enzymes β Glycosidase, urease and Hydrolysis of Fluorescein diacetate (FDA). The successive use of pig slurry in the soil changed the biological characteristics, according to the same application time; influences the composition and diversity of soil fauna by increasing the total number of individuals, primarily springtails; the activity of soil biota is influenced by the collection time of the analysis and depth, and most especially up to 6 inches from the ground; the successive use of pasture in pig slurry does not influence the carbon biomass, microbial respiration and metabolic quotient were allowing the maintenance of the levels of microbiological soil quality in relation to native forest; the soil enzymatic activity was influenced by the use of pig slurry, and the urease and the hydrolysis of fluorescein diacetate (FDA) were sensitive to detect differences in the activity of soil microorganisms with the use of pig slurry while the enzyme β-glucosidase did not allow the differentiation between the studied areas. / O uso sucessivo de dejetos de suínos como fertilizante do solo em áreas de pastagem é uma prática comum na região sul do Brasil. Embora existam benefícios econômicos da reutilização dos dejetos, esta prática apresenta sérios riscos ambientais e pode causar alterações na composição e na atividade dos organismos do solo. Os organismos edáficos e os indicadores microbiológicos de qualidade do solo são bastante sensíveis e permitem o monitoramento das condições do ambiente edáfico. Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito da aplicação sucessiva de dejetos de suínos em áreas de pastagem sobre a composição, atividade biológica e a qualidade microbiológica do solo. O estudo foi realizado em Três Passos/RS, em duas épocas de coleta (inverno e primavera), em áreas com uso de dejetos suínos há 2 anos (A2), há 14 anos (A14) e mata nativa (MN). Em todas as áreas foram analisadas a composição dos organismos do solo através do uso do PROVID e do TSBF, a atividade biológica, com o uso de litter bags e do ensaio lâmina bait e a qualidade microbiológica do solo a partir da determinação do teor de C na biomassa microbiana, respiração microbiana do solo, quociente metabólico (qCO2) e atividade das enzimas β Glicosidase, urease e Hidrólise do Diacetato de Fluoresceína (FDA). O uso sucessivo de dejetos de suínos no solo alterou as características biológicas, de acordo com o tempo de aplicação do mesmo; influencia a composição e a diversidade da fauna edáfica, aumentando o número total de indivíduos, principalmente de colêmbolos; a atividade da biota do solo é influenciada pela época de coleta das análises e pela profundidade, sendo maior especialmente até os 6 cm do solo; o uso sucessivo de dejetos de suínos em pastagem não influencia o carbono da biomassa, a respiração microbiana e o quociente metabólico do solo permitindo a manutenção dos níveis de qualidade microbiológica do solo em relação à mata nativa; a atividade enzimática do solo foi influenciada pelo uso de dejetos de suínos, sendo que a urease e a Hidrólise do Diacetato de Fluoresceína (FDA) foram sensíveis na detecção de diferenças na atividade dos microrganismos dos solos com uso de dejetos de suínos enquanto que a enzima β-Glicosidase não permitiu a diferenciação entre as áreas estudadas.

Chez les mammifères, la détermination du sexe est un processus moléculaire complexe impliquant une balance de gènes finement régulée entre la voie mâle et femelle. La formation de testicules est initiée par SRY en synergie avec SF1 par sur-activation de l'expression de SOX9 au delà d'un seuil critique, ce qui entraîne l'activation du programme de la voie mâle et la répression de la développement ovarien. Des erreurs dans ce processus peuvent entraîner des pathologies de dysgénésie gonadique (DSD). Bien que de nombreux gènes impliqués dans le développement des gonades, sont à présent identifiés, les mutations de ces gènes n'expliquent qu'une minorité de cas de DSD, et les mécanismes conduisant à un développement sexuel inapproprié restent encore largement méconnus.Nous avons identifié, pour la première fois, une mutation ponctuelle dans le gène DMRT1 humain, facteur crucial de la détermination du sexe chez différentes espèces, associée à une absence de développement testiculaire. Une série d'analyses fonctionnelles démontrent le mécanisme par lequel cette mutation pourrait être lie à un DSD et que, différemment de chez la souris, DMRT1 humain, est impliqué dans la détermination testiculaire primaire.Le séquençage d’exomes sur des patients présentant un DSD de type 46,XY ont permis d’identifier des mutations délétères chez SOX7 & SOX8, suggérant une possible redondance fonctionnelle parmi les gènes SOX dans la détermination du sexe; mais également des mutations chez GATA4 établissant un rôle pour ce gène comme cause de DSD. Nos résultats d’analyses fonctionnelles indiquent des changements dans l'activité biologique des protéines mutées, mais dans certains cas, ne révèlent pas les mécanismes impliqués dans l’apparition de DSD. Par conséquent, le développement de nouveaux modèles cellulaires in-vitro pourrait permettre d’élucider ces mécanismes. Notamment, l’utilisation de cellules souches embryonnaires de souris, nous permettra de développer un nouveau modèle cellulaire pour mieux comprendre l'effet biologique de ces mutations. / In mammals, sex determination and development is a complex process that involves genetic networks acting synergistically or antagonistically. Testis formation is initiated by SRY+SF1 up-regulation of SOX9 expression beyond a critical level, resulting in the activation of male-specific program and ovaries repression. In females, SRY absence results in the activation of ovarian development and testis repression. Errors in the process result in gonadal dysgenesis (DSD). Although, we begin to know the genes involved in gonad development, mutations in these genes explain only few DSD cases, and the mechanism leading to abnormal sexual development remain misunderstood. DMRT1 regulates sex-determination in different species. Its role in mammalian sex-determination is unclear. We identified the first point mutation in human DMRT1 associated with a lack of testis-determination. Functional analyses revealed the mechanism by which this mutation could lead to DSD. Showing that, differently to mouse, human DMRT1 is involved in primary testis-determination and that at molecular level sex-determination a very conserved process. Further studies using exome sequencing on patients with 46,XY DSD identify pathogenic mutations in 2 SOX genes: SOX7 & SOX8. Suggesting a possible functional redundancy amongst SOX genes in sex-determination. We identified mutations in GATA4 associated with 46,XY DSD, establishing a role for this gene as a DSD cause. The functional consequences of these mutations on their biological activity were assessed using classical approaches. Our results indicate changes in biological activity of the mutated proteins but in some cases don’t reveal the mechanisms involved in DSD. Therefore, the development of novel in-situ cellular models may provide a tool to identify these mechanisms. Using mouse embryonic stem cells we’re developing novel cellular models to understand the biological effect of these mutations in the appropriate environment.