No tubo digestivo das larvas de Anastrepha fraterculus e Anastrepha pickeli há β-glicosidases capazes de clivar dissacarideos, β-glicosídeos tóxicos produzidos por plantas e substratos sintéticos. As β-glicosidases de A. fraterculus são pouco ativas e as de A. pickeli são bastante ativas sobre alguns compostos, entre eles linamarina, um glicosídeo cianogênico. Esse composto está presente, em altas concentrações, no fruto da mandioca do qual a larva se alimenta. A. fraterculus alimenta-se do fruto da goiaba e aparentemente consegue o carboidrato que necessita por ação de α-glicosidases, que são bem mais ativas do que as β. O fruto da mandioca não é tão nutritivo e A. pickeli deve aproveitar a glicose da linamarina para obter energia e consegue desintoxicar-se do aglicone tóxico. Rhynchosciara americana apresenta quatro β-glicosidases nas membranas microvilares intestinais, sendo três delas β-galactosidases. Dessas, duas são ativadas por Triton X-100 sendo que a glicosidase, de maior mobilidade eletroforética é ativada por este composto, com uma Ka de 4µM, um α de 0,5 e um β de 2. β-tioglicosidases foram demonstradas em afideos. Nós verificamos que ocorre a clivagem do tioglicosídeo sinigrina após separação das β-glicosidases digestivas do Lepidoptera Diatraea saccharalis por cromatografia hidrofóbica. Nesse inseto, a mesma enzima é capaz de clivar O- e S-glicosídeos com atividades semelhantes. Enzimas com essas características nunca foram descritas anteriormente. Esses experimentos ilustram a viabilidade das adaptações dos insetos na utilização de compostos formados for ligações β-glicosídicas, viabilizando a exploração de nutrientes normalmente inacessíveis a outros animais. / Anastrepha fraterculus and Anastrepha pickeli have in their midguts 13-glycosidases able to hydrolase dissaccharides, synthetic substrate and plant toxic β-glucosides. β-glycosidases from A. fraterculus have low activity and the enzymes from A. pickeli may be highly active depending on the substrate used. Linamarin, a cyanogenic β-glucoside present in A. pickeli food (Manihot fruit) is easly hydrolysed by A. pickeli β-glycosidases (A. fraterculus eats on guava fruits and may obtain carbohydrate through the action of α-glycosidases, that are much more active them the β-glycosidases). A. pickeli probably uses glucose derived from linamarinan avoiding the effects of the toxic aglycon. Rhynchosciara americana has 4 β-glycosidases (3 galactosidases and I glucosidase) in their intestinal microvilar membranes. Two of these enzymes are activated by Triton X-100. In β glucosidase the activation has Ka= 4µM, α=0,5 e β=2. β-thioglycosidases occur in Aphids. One digestive β-glucosidase from Diatraea saccharalis resolved by hydrofobic chrornatography hydrolyses sinigrin. The same enzyme may hydrolyse O- and S-glucosides with the same efficienly. Enzymes with this specificity have never been described before. In this study we shown some adaptations of insects to use substrates with β-glycosidic bonds, allowing these organisrns to explore nutrients usualy avoided by other animals.

O gene hrcA é encontrado em quase todos os ramos da árvore filogenética das eubactérias, e seu produto, a proteína HrcA, funciona como repressor da expressão dos operons de choque térmico groESL e dnaKJ, ligando-se à seqüência repetida invertida denominada CIRCE (controlling inverted repeat of chaperonin expression) presente na região regulatória destes operons. O sistema HrcA-CIRCE está, portanto, amplamente representado nas eubactérias. Particularmente, em Caulobacter crescentus, uma α-proteobactéria, este sistema está envolvido no controle da expressão do operon groESL durante o ciclo celular da bactéria. Conhecer a estrutura e as interações de HrcA é importante para entender este processo. Neste trabalho são apresentadas as análises de seqüência das HrcA\'s de C. crescentus e de Xylella fastidiosa, uma proteobactéria do grupo γ, as quais são muito similares. Este estudo levou à proposta de um modelo estrutural com a delimitação dos domínios da proteína, os dobramentos de cada domínio, com base nas interações da HrcA de C. crescentus com o elemento CIRCE e ATP, que estão sendo caracterizadas em nosso laboratório, assim como a atribuição de aminoácidos e motivos conservados funcionais. Adicionalmente, embora a expressão da HrcA recombinante de X. fastidiosa não tenha tido sucesso, a HrcA recombinante de C. crescentus purificada tem se prestado aos ensaios espectroscópicos, ainda que tenha sido detectada uma microagregação que está sendo enfrentada com um protocolo de purificação baseado no uso de α ciclodextrina. Os estudos espectroscópicos preliminares da HrcA C. crescentus dão suporte ao modelo estrutural proposto. / The hrcA gene is found in almost all branches of the filogenetic tree of eubacteria, and its product, the protein HrcA, functions as a repressor regulating the expression of the heat shock operons groESL and dnaKJ, by binding to the inverted repeat sequence called CIRCE (controlling inverted repeat of chaperonin expression). The system HrcA-CIRCE, therefore, is widely represented in eubacteria. Specifically in Caulobacter crescentus, an α-proteobacterium, this system is involved in the cell-cycle control of groESL expression (Baldini et al, 1998). Knowledge of the structure of HrcA and its interactions is important to understand this process. This work presents the analysis of the sequences of HrcA from C. crescentus and Xylella fastidiosa, a proteobacterium of the γ group, which are very similar. A structural model has been proposed, with protein domain delimitation, specific domain folding, based on known interactions of C. crescentus HrcA with the CIRCE element and ATP, obtained in our laboratory, as well as assignment of functional residues and conserved motifs. Additionally, even though no sucess was obtained the expression of recombinant HrcA from X. fastidiosa, purified recombinant HrcA from C. crescentus has been shown to be suitable for spectroscopic studies, in spite of microagregation observed, which is being faced with a purification protocol based on the use of α cyclodextrin. The preliminary spectroscopic studies of HrcA from C. crescentus support the proposed structural model.

Os polihidroxialcanoatos constituem um grupo de poliésteres acumulados por inúmeras bactérias na forma de grânulos intracelulares, que podem representar até 80% da massa seca celular. No presente trabalho, foi avaliado o comportamento de diferentes linhagens quanto a capacidade de metabolizarem ácidos graxos livres e óleo de soja para a produção de biopolímeros e, posteriormente, em biorreator, algumas linhagens selvagens e recombinantes foram testadas na presença ou não de um inibidor da b-oxidação. Experimentos em frascos agitados, mostraram valores de teor de PHA em até cerca de 70% na biomassa total com cerca de 5% de monômeros de cadeia média permitindo selecionar as linhagens Cupriavidus necator e Burkholderia cepacia para os ensaios seguintes. Experimentos em biorreator mostraram que, as variáveis manipuláveis quanto ao fluxo de óleo de soja, de co-substratos e o inibidor de b-oxidação não influenciaram, significativamente, no rendimento de P3HB/3HAmcl formado quando utilizado Burkholderia cepacia IPT-048, entretanto, contribuíram na síntese de 3HV. Durante os ensaios, o aumento do número de cópias do gene phaB em Cupriavidus necator, aparentemente, não contribuíram para o aumento do rendimento de 3HHx, porém, outras variáveis manipuláveis deverão ser propostas para a confirmação. / The poly-3-hydroxyalkanoates (PHA) are a group of polyesters accumulated for several bacteria in the intracellular granule form, that can represent up to 80% of the dry mass cellular. The main advantage of the biopolymers on the synthetic materials is its degradation in the environment. Recycable raw materials can be used as carbon sources for the production biodegradable polymer. Some polymers have appeared in literature having mechanical characteristic considered appropriate in such a way for use in packings (flexible and covering films), how base for controlled release of asset to be applied in the pharmacological-medical and foods area. The P3HB-co-3HAmcl are 3-hydroxybutyrate copolymers and 3-hydroxyacyl of 6 or more carbon atoms which has aroused interest for to present intermediate properties between HB and HAmcl, having taken care of the requirements for diverse applications. Some strains are distinguished, however, assays in bottles agitated with the Cupriavidus sp. and Burkholderia sp. strains, using as substratum greasy free acid and soy oil, had led the promising results. In the present work, first, was evaluated the behavior of different strains (Cupriavidus necator DSM545 IPT-026, C. necator H16 IPT-027, Pseudomonas sp. IPT-066, Burkholderia cepacia IPT-048 and B. sacchari IPT-189) how much to metabolizer capacity of free fatty acids and soybean oil for the production of biopolymers and, later, in tank bioreactor some wild strains and recombinant had been tested together or not of an inhibitor of the boxidation (acid acrylic). Experiments in bottles with agitation, had shown values of PHA in about 70% of the total biomass with about 5% monomers chain average allowing to select the Burkholderia cepacia IPT-048 and Cupriavidus necator DSM545 strains for the following assays. Experiments in tank bioreactor had shown that, the interactions between the substratum, co-substratum and the inhibitor of boxidation had influenced in the amount of formed P3HB/3HAmcl when used the Burkholderia cepacia IPT-048 strains, contributing for the synthesis of 3HV and 3HHx. When used only the soybean oil (5g/L) was gotten an amount of HHx with about 6 mol% with Burkholderia cepacia strains. In this same condition was verified that after some determined period also proved monomer HV in an amount of 0.20 mol%. Adding the acid acrylic (0.18 g/L) were gotten 1.50 mol% of HHx, however, differently of the previous condition the amount of HV varied of 0.91 - 2.77 mol%. A conclusion for the condition soybean oil and acrylic acid is that, the strains is using the acrylic fatty acid as carbon source, or either, the formation of acrylil-CoA with consequent formation of chains with 5 carbons. Similar results had been gotten when analyzed extracted polymer, or either, after the stage of extraction with chloroform was verified that the amount varied of 1.60 - 2.14 mol%. When added to a cosubstratum in the phase of accumulation (caproic fatty acid) and absence of the acrylic acid, it did not have the increase of HHx in relation to the previous variable, as much that, the amount of monomer reached about 0.50 mol%. In this condition, the presence of the acrylic fatty acid also did not contribute for the HV synthesis, not having been observed monomers during the assays. In the following phase, in which we work with Cupriavidus necator and a recombinant (Cupriavidus necator::phaB) strains, was verified that the gotten amount of HHx had been similar, about 0.30 mol%. Our hypothesis, we believe that the increase of the number of copies of the gene phaB could contribute for the increase of the carbon flow in the direction to raise the amount of 3HB how much of other monomers. As in the assays in bottles with agitation substrat caproic and caprylic fatty acids they had been distinguished also when availabled 2g/L and the soybean oil of in a concentration of 5g/L, we analyze the strains recombinant with soybean oil and caprylic fatty acid with 5 g/L. The insistence in the use of the caprylic fatty acid was based on the fact of the possibility of strains to oxidate part of fatty acids for the production of cells and energy and, at the moment that had the nitrogen limitation, to begin the accumulation phase dividing two carbons for the production of acetyl-CoA and the remain of the chain was stored in the form of 3HHx. The caprylic fatty acid disponibility it did not have the monomer attainment, therefore, Cupriavidus necator and Cupriavidus necator::phaB had its replyed inhibited capacity by the substratum. In the added soybean oil bottles with and without the acrylic fatty acid the behavior it was the opposite to the observed with caprylic fatty acid. During the incubation period, for both the strains, the amount of PHA, and consequently, the percentage of 3HB in the dry mass cellular was of 22.95% (100 mol%) and 25.90% (100 mol%) in 28ª and 24ª hours, respectively. In this condition, in the recombinant strains, also was observed the presence of HHx between 32ª and 49ª hour with a maxim amount of 1.10 mol%. From the results it can be concluded that the Burkholderia cepacia is considered a promising strains for the attainment of HHx and HV allowing that soybean oil with and without the acrylic fatty acid, respectively. The increase in the number of copies of the gene phaB in Cupriavidus necator apparently did not contribute with the increase of 3HHx efficiency however, other handling variables will be proposed for confirmation.

Poucos trabalhos foram publicados envolvendo a biossíntese do AA em plantas desde sua descoberta em 1928. O mecanismo de biossíntese era um mistério até 1998 quando Wheeler, Jones e Smirnoff demonstraram que a L-galactose é um precursor chave desta importante vitamina. Utilizando-se açúcares marcados e frios pudemos confirmar o mecanismo Smirnoff-Wheeler de biossíntese do AA. Neste trabalho nós apresentamos os resultados alcançados usando alguns supostos precursores e alguns frutos como o morango, a goiaba e o mamão papaya, e alguns legumes como o brócolis, alguns deles ricos em AA. As técnicas de HPLC e espectrofometria UVNIS foram utilizadas na determinação do AA. Os vegetais foram mantidos em soluções dos precursores frios por 24 horas e então analisados quanto ao teor de AA. Os resultados do uso de compostos marcados foi analisado utilizando-se a cintilografia líquida (LSC). Os açúcares extraídos do brócolis, do mamão papaya e da goiaba que foram infiltrados com D-[U-14C] manose, L-[1-14C] galactose e D-[U-14C] glucose-1-P mostraram diferentes padrões de distribuição entre os açúcares envolvidos no mecanismo Smirnoff-Wheeler de biossíntese do AA. Em folhas de goiabeira encontramos altos teores de ácido desidroascórbico e pequena quantidade de AA, diferentemente do conteúdo de AA nos frutos. Nossos resultados confirmaram que a L-galactono-1 ,4-lactona é um precursor bastante eficiente do AA em frutos e proveram algumas evidências do envolvimento da 0- manose no mecanismo de biossíntese do AA em plantas. / Since the first isolation of the Ascorbic Acid (AA) in 1928, a few papers have been published leading with the determination the AA biosynthetic pathway in plants. This pathway was a mystery until recently when in 1998 Wheeler, Jones and Smirnoff demonstrated that L-galactose is a key precursor of this important vitamin. Using radiolabeled and non-radiolabeled sugars we were capable of giving support to the Smirnoff-Wheeler pathway of AA biosynthesis. In this work we present the results reached using some putative precursors and some fruits and vegetables as strawberry, guava, papaya and broccoli some of them very rich in AA. The techniques used for the AA analysis included UVNIS spectrophotometry and HPLC methods. The fruits and vegetables were maintained in the solution of the non-radiolabeled precursors for 24 hours and then analyzed for the AA content. The results of the use of radiolabeled precursors were analyzed using liquid scintillation (LSC). The sugars extracted from broccoli , papaya and guava, that were supplied with D-[U-14C] mannose, L-[1-14C] galactose and D-[U-14C] glucose-1-P dipotassium salt were analyzed using HPLC amperometric method and LSC showed different pattern of distribution between the sugars involved in the Smirnoff-Wheeler AA biosynthesis pathway. In guava leaves we found a high content of dehydroascorbic acid and low amount of AA, unlikely of the content of AA in the fruit. Our results confirmed that L -galactono-1 ,4-lactone is a very effective precursor of AA in fruits and provided some evidence of the involvement of D-mannose in AA biosynthesis in plants.

O dinoflagelado unicelular marinho fotossintetizante Gonyaulax polyedra tem sido utilizado como modelo para o estudo de relógios biológicos. Neste organismo já foram descritos os ritmos de: migração vertical, divisão celular, atividade de superóxido dismutase e nitrato redutase, bioluminescência e capacidade fotossintética. Investigamos a variação circadiana dos pigmentos carotenóides e de RuBisCo II e PCP, as quais estão intimamente ligadas ao processo fotossintético. Experimentos de supressão de espécies reativas de oxigênio (EROs) por carotenóides foram preparados e mostraram que extratos de carotenóides de G. polyedra são capazes de suprimir o O2(1Δg) (oxigênio singlete) in vitro confirmando o importante papel destes no controle das EROs nestas algas. Os extratos metanólicos apresentaram vários pigmentos, tais como clorofila a, β-caroteno e peridinina em diferentes concentrações. A peridinina representa 80 % do total de carotenóides enquanto que o β-caroteno somente 4%. As análises dos cromatogramas de HPLC mostraram que a razão peridinina/clorofila a não varia ao longo de 24 h porém, por outro lado, o β-caroteno apresenta uma variação significativa na sua quantidade, com níveis duas vezes maiores no meio do dia em comparação com os níveis no meio da noite. Esta variação é conservada mesmo quando as células são mantidas em condições de luz constante. A curva de dose-resposta para a síntese de β-caroteno induzida pela luz mostra uma resposta linear com 45 minutos de exposição a luz branca. A indução é máxima quando utilizamos as células do meio período da noite (CT 18) que após esta exposição apresentam níveis de β-caroteno semelhantes as células do meio do dia. Esta alteração de fase no CT 18 sugere que este pigmento pode ser um dos compostos-captadores de luz envolvidos no mecanismo de ajuste de fase por luz em G. polyedra. Culturas de G. polyedra do meio da noite foram expostas à diferentes irradiações (azul, vermelha e verde) e os seus pigmentos extraídos e analisados. Em outra série de experimentos, as células foram mantidas durante o período de claro (12: 12 h) sob diferentes irradiações (vermelha, verde e azul) por 36 horas e os seus pigmentos analisados. Os resultados sugerem que a síntese foto-induzida e a oscilação circadiana do β-caroteno estão ligadas a um fotorreceptor de luz azul/ verde. Nas condições utilizadas não foram observadas variações significativas no conteúdo protéico da RuBisCo II e da PCP ao longo do dia. As análises de RNA total da RuBisCo II mostram que não há variação nos seus níveis quando as células são coletadas no meio do dia e no meio da noite. Quando expostas a condições adversas, G. polyedra apresenta a capacidade de encistar. Embora se conheça bem este mecanismo de defesa, existem poucas informações sobre o estado fisiológico destas células. Células encistadas induzidas por dias curtos apresentam uma alteração na composição de pigmentos com diminuição nas quantidades de β-caroteno e de clorofila a e aumento da quantidade de peridinina, indicando um rearranjo do aparato fotossintético nesta situação, com a peridinina desempenhando um papel mais estrutural. Em consequência, embora o conteúdo protéico de RuBisCo permaneça inalterado, os níveis protéicos de PCP se encontram diminuídos nas células encistadas. / Gonyaulax polyedra, a marine dinoflagellate which has been used as a model to study the biological clock, displays numerous circadian processes, such as bioluminescence, cell aggregation, cell division, superoxide dismutase and nitrate reductase activities and photosynthesis. In this alga, the photosynthesis is maximal in the middle of the day and minimal in the middle of the night. We investigated the pigments content and the amounts of two proteins related to the photosynthesis: ribulose- 1,5- bisphosphate carboxylase/ oxygenase form II (RuBisCo II) and peridinin: chlorophyll a: protein (PCP) in a 24 h cycle. Using the thermal decomposition of 1,4-dimethylnaphtalene endoperoxide, it was shown that the carotenoids could act as effective quenchers of synglet oxygen in G. polyedra. G. polyedra pigments were extracted every three hours over 24 hours. The amounts of peridinin and chlorophyll a remain constant over the day while the levels of β-carotene oscillate, being two times higher at the day than at the night phase. This variation persists when the cells were kept under constant dim light. The dose-response curve for light-induced β-carotene synthesis showed a linear response up to 45 minutes of light exposure, after which night-phase cells contained the same levels of β-carotene as day-phase cells. Cells exposed to light pulses at different times displays the highest β-carotene induction in the middle of the night. This may suggest that β-carotene may be one of the light-harvesting compounds involved in the light induced phase-shift in Gonyaulax polyedra. To identify which was the photoreceptor involved in β-carotene synthesis, cell of the middle of the night-phase (CT 18) were exposed for 45 minutes to different irradiations (red, blue and green) and their pigments extracted and analysed. Also, cells were grown under red, blue and green light during the light phase (12 h light: 12 h dark ) for 36 hours and their pigments analysed. The results suggested that the circadian oscillation and the photoinduced response synthesis of β-carotene, are related to a blue light receptor. The amounts of RuBisCo II and PCP do not change over the circadian cycle when the cultures were grown under constant dim light. The levels of these proteins also remain constant when cells were kept under ither white light or different light qualities (red, blue and green ) in light: dark (12: 12 h) regime. The G. polyedra RuBisCo form II transcrits levels are the same in middle-day and middle-night cells, suggesting a post-translational control for this enzyme in this organism. Adverse environmental conditions elicit the encystment of G. polyedra. Our results showed an alteration in pigment composition of cysts. An increase in peridinin levels and a decrease in β-carotene and chlorophyll a content were observed. Although RuBisCo form II protein levels remained constant, there was a reduction in the amounts of PCP in cysts. This suggests an important role in thylakoids structure stabilizer for free peridinin.

Ramnolipídeos (RLs) e polihidroxialcanoatos (PHAs) produzidos por Pseudomonas aeruginosa são compostos biodegradáveis e que podem ser obtidos a partir de matérias-primas renováveis. Com o objetivo de elucidar aspectos metabólicos e regulatórios da produção de RLs e PHAs, mutantes de P. aeruginosa LFM634 afetados na síntese desses compostos foram obtidos utilizando um transposon (ISlacZ/hah). Dentre 61 mutantes caracterizados, foram detectados vários super-produtores de RLs e/ou PHAs, bem como alguns nos quais nenhum RL foi detectado. Dois mutantes (p09-13 e p12-39) apresentaram capacidade reduzida de inserir ramnose em RLs e de direcionar intermediários da biossíntese de ácidos graxos para a síntese de RLs ou PHAs. O mutante p09-13 está afetado no gene crc, sugerindo um importante papel deste regulador global no processo de síntese de RLs e PHAs. / Rhamnolipids (RLs) and polyhydroxyalkanoates (PHAs) produced by Pseudomonas aeruginosa are biodegradable compounds and can be obtained from renewable raw materials. Aiming to elucidate metabolic and regulatory issues involved in the RLs and PHAs production, P. aeruginosa LFM634 mutants affected in their biosynthesis were obtained using a transposon (ISlacZ/hah). Out of 61mutants characterized, it was detected several overproducing RLs and/or PHA, as well as some in which no RLs was detected. Two mutants (p09-13 and p12-39) presented reduced capability of inserting rhamnose in RLs and of channeling intermediates from fatty acid biosynthesis to the synthesis of RLs and PHAs. The mutant p09-13 is affected on crc gene, suggesting an important role of this global regulator on the process of RLs and PHA synthesis.

A manipulação seletiva de alvos epigenéticos usando pequenas moléculas inibidoras das enzimas histona-desacetilases (HDACs) e DNA metiltransferases (DNMTs) é uma estratégia para estimular a expressão das vias biossintéticas e a produção de novos metabólitos secundários em fungos. Neste trabalho, inibidores de histonadesacetilases (butirato de sódio, ácido hidroxâmico suberoilanilida e ácido valproico) e inibidores de DNA metiltransferases (5-azacitidina, hidralazina, procaína e procainamida) foram suplementados em culturas líquidas e sólidas dos fungos endofíticos Fusarium oxysporum SS46, Hyphodermella corrugata FLe8.2 e Chaetomium globosum VR10, das linhagens comerciais Fusarium oxysporum ATCC MYA 4623 e Chaetomium globosum ATCC 56726 e do fitopatógeno Botrytis cinerea B0510. O fungo endofítico H. corrugata FLe8.2, em meio PDB, produziu o composto 2-(2-metoxifenil)-4H-piran-4-ona, e sua cultura em meio Czapek suplementada com hidralazina levou ao isolamento de 3-metil-1,2,4-triazolo[3,4-a]-ftalazina. O tratamento de F. oxysporum SS46 e F. oxysporum ATCC MYA 4623 com hidralazina em meio Czapek levou ao isolamento de um novo composto, 2H-[1,2,4]triazino[3,4- a]-ftalazina. Nestas culturas houve biotransformação da hidralazina pelos fungos, provavelmente como mecanismo de desintoxicação. Ainda, a hidralazina teve um efeito inibidor sobre a biossíntese do ciclohexadepsipeptídeo beauvericina em F. oxysporum SS46. Nas culturas de C. globosum VR10 em meio Czapek os inibidores de HDACs e de DNMTs suprimiram a biossíntese de chaetoglobosinas. A adição de ácido valproico na cultura de C. globosum VR10 em meio PDB eliciou a produção da chaetoviridina B. A adição de 5-azacitidina nas culturas de C. globosum VR10 em meio sólido PDA não modificou a produção da chaetoglosina A. A produção de chaetoviridina B por C. globosum ATCC 56726 em meio PDA foi inibida na menor concentração de 5-azacitidina, 50 ?M, e retomada na concentração de 150 ?M. O tratamento de B. cinerea B0510 com ácido hidroxâmico suberoilanilida SAHA levou à biossíntese de um novo composto, ácido 5-benzil-2,3-di-hidroxi-3-isopropil-4- oxotetrahidrofuran-2-carboxílico, o qual também foi isolado da linhagem geneticamente modificada B. cinerea Bc ?STC2. No geral, considerando as linhagens fúngicas estudadas, os resultados mostram que a adição de moduladores químicos que atuam em mecanismos epigenéticos promove mudanças no perfil de metabólitos secundários. / The selective manipulation of epigenetic targets using small molecule inhibitors of histone deacetylase (HDAC) and DNA methyltransferase (DNMT) activities is a strategy to elicit the expression of biosynthetic pathways and production of new secondary metabolites in fungi. In this work, HDAC inhibitors (sodium butyrate, suberohydroxamic acid and valproic acid) and DNMT inhibitors (5-azacitidine, hydralazine, procaine and procainamide) were supplemented in liquid and solid cultures of the endophytic fungi Fusarium oxysporum SS46, Hyphodermella corrugata FLe8.2 and Chaetomium globosum VR10, of the commercial fungal strains Fusarium oxysporum ATCC MYA 4623 and Chaetomium globosum ATCC 56726 and of the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea B0510. The endophytic fungus H. corrugata FLe8.2 produced 2-(2-methoxyphenyl)-4H-pyran-4-one in PDB medium, while in the presence of hydralazine in Czapek medium the fungus produced 3- methyl-1,2,4-triazolo[3,4-a]-phthalazine. Treatment of F. oxysporum SS46 and F. oxysporum ATCC MYA 4623 with hydralazine in a Czapek medium led to the isolation of new compound, 2H-[1,2,4]triazino[3,4-a]-phthalazine. Hydralazine was biotransformed by these three fungi probably as a detoxification strategy. In addition, hydralazine also inhibited the biosynthesis of the cyclodepsipeptide beauvericin by F. oxysporum SS46. HDAC and DNMT inhibitors suppressed chaetoglobosins\' biosynthesis by C. globosum VR10 cultures in Czapek medium. The biosynthesis of chaetoviridin B by C. globosum VR10 was elicited by acid valproic in PDB medium. The production of chaetogosin A by C. globosum VR10 in PDA medium has not been affected by 5-azacitidine. The biosynthesis of chaetoviridin B by C. globosum ATCC 56726 in PDA medium was inhibited in the presence of lower concentration 5- azacitidine (50 ?M) and recovered in the higher concentration (150 ?M). Treatment of B. cinerea B0510 with suberohydroxamic acid led to the biosynthesis of the new compound 5-benzyl-2,3-dihydroxy-3-isopropyl-4-oxotetrahydrofuran-2-carboxylic acid, which was also isolated from the genetically modified strain B. cinerea Bc ?STC2. Results showed that chemical compounds that act in epigenetic mechanisms can induce changes in the secondary metabolite profiles in the fungal strains studied in this work.

Este trabalho objetivou o estudo de rotas de formação de metabólitos secundários utilizando precursores isotopicamente marcados com 13C. Os experimentos de crescimento com adição de [1-13C]acetato, [1,2-13C2]acetato e [U-13C315N1]-L-cisteína para o fungo do ambiente marinho Penicillium sp. DRF2 mostrou que as ciclotiocurvularinas são provenientes da rota de formação de policetídeos e pela incorporação de L-cisteína, depois da transformação desta em 3-mercaptopiruvato. Os resultados sugerem que a formação das ciclotiocurvularinas provém de um processo de detoxificação da α,β-desidrocurvularina. O estudo do metabolismo secundário de Aspergillus sp. DLM3-8, também do ambiente marinho, mostrou que o seu perfil metabólico produzido em experimentos de crescimento sob diferentes condições é constante. Os experimentos de incorporação de precursores isotopicamente marcados com 13C na naftoquinonaimina, produzida por Aspergillus sp. DLM3-8 foram inconclusivos, indicando que outras abordagens experimentais devem ser realizadas para se investigar a biossíntese deste metabólito. / This investigation aimed investigated the formation routes of secondary metabolites using 13C-labelled precursors. Feeding experiments with [1-13C]acetate, [1,2-13C2]acetate and [U-13C315N1]-L-cysteine within the growth medium of the marine-derived fungi Penicillium sp. DRF2 showed that cyclothiocurvularins are derived from polyketides and from the incorporation of a L-cysteine residue, after its transformation into 3-mercaptopyruvate. The results suggest that the formation of cyclothiocurvularins is derived from a detoxification process ofα,β-dehydrocurvularin. Investigation of the secondary metabolism of a marine-derived Aspergillus sp. DLM3-8 indicated a stable metabolic profile under a variety of growth conditions. Feeding experiments with 13C-labelled precursors for the biosynthesis investigation of naphthoquinoneimine were inconclusive, indicating that other methodologies should be envisaged in order to investigate the biosynthesis of this metabolite.

A manipulação seletiva de alvos epigenéticos usando pequenas moléculas inibidoras das enzimas histona-desacetilases (HDACs) e DNA metiltransferases (DNMTs) é uma estratégia para estimular a expressão das vias biossintéticas e a produção de novos metabólitos secundários em fungos. Neste trabalho, inibidores de histonadesacetilases (butirato de sódio, ácido hidroxâmico suberoilanilida e ácido valproico) e inibidores de DNA metiltransferases (5-azacitidina, hidralazina, procaína e procainamida) foram suplementados em culturas líquidas e sólidas dos fungos endofíticos Fusarium oxysporum SS46, Hyphodermella corrugata FLe8.2 e Chaetomium globosum VR10, das linhagens comerciais Fusarium oxysporum ATCC MYA 4623 e Chaetomium globosum ATCC 56726 e do fitopatógeno Botrytis cinerea B0510. O fungo endofítico H. corrugata FLe8.2, em meio PDB, produziu o composto 2-(2-metoxifenil)-4H-piran-4-ona, e sua cultura em meio Czapek suplementada com hidralazina levou ao isolamento de 3-metil-1,2,4-triazolo[3,4-a]-ftalazina. O tratamento de F. oxysporum SS46 e F. oxysporum ATCC MYA 4623 com hidralazina em meio Czapek levou ao isolamento de um novo composto, 2H-[1,2,4]triazino[3,4- a]-ftalazina. Nestas culturas houve biotransformação da hidralazina pelos fungos, provavelmente como mecanismo de desintoxicação. Ainda, a hidralazina teve um efeito inibidor sobre a biossíntese do ciclohexadepsipeptídeo beauvericina em F. oxysporum SS46. Nas culturas de C. globosum VR10 em meio Czapek os inibidores de HDACs e de DNMTs suprimiram a biossíntese de chaetoglobosinas. A adição de ácido valproico na cultura de C. globosum VR10 em meio PDB eliciou a produção da chaetoviridina B. A adição de 5-azacitidina nas culturas de C. globosum VR10 em meio sólido PDA não modificou a produção da chaetoglosina A. A produção de chaetoviridina B por C. globosum ATCC 56726 em meio PDA foi inibida na menor concentração de 5-azacitidina, 50 ?M, e retomada na concentração de 150 ?M. O tratamento de B. cinerea B0510 com ácido hidroxâmico suberoilanilida SAHA levou à biossíntese de um novo composto, ácido 5-benzil-2,3-di-hidroxi-3-isopropil-4- oxotetrahidrofuran-2-carboxílico, o qual também foi isolado da linhagem geneticamente modificada B. cinerea Bc ?STC2. No geral, considerando as linhagens fúngicas estudadas, os resultados mostram que a adição de moduladores químicos que atuam em mecanismos epigenéticos promove mudanças no perfil de metabólitos secundários. / The selective manipulation of epigenetic targets using small molecule inhibitors of histone deacetylase (HDAC) and DNA methyltransferase (DNMT) activities is a strategy to elicit the expression of biosynthetic pathways and production of new secondary metabolites in fungi. In this work, HDAC inhibitors (sodium butyrate, suberohydroxamic acid and valproic acid) and DNMT inhibitors (5-azacitidine, hydralazine, procaine and procainamide) were supplemented in liquid and solid cultures of the endophytic fungi Fusarium oxysporum SS46, Hyphodermella corrugata FLe8.2 and Chaetomium globosum VR10, of the commercial fungal strains Fusarium oxysporum ATCC MYA 4623 and Chaetomium globosum ATCC 56726 and of the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea B0510. The endophytic fungus H. corrugata FLe8.2 produced 2-(2-methoxyphenyl)-4H-pyran-4-one in PDB medium, while in the presence of hydralazine in Czapek medium the fungus produced 3- methyl-1,2,4-triazolo[3,4-a]-phthalazine. Treatment of F. oxysporum SS46 and F. oxysporum ATCC MYA 4623 with hydralazine in a Czapek medium led to the isolation of new compound, 2H-[1,2,4]triazino[3,4-a]-phthalazine. Hydralazine was biotransformed by these three fungi probably as a detoxification strategy. In addition, hydralazine also inhibited the biosynthesis of the cyclodepsipeptide beauvericin by F. oxysporum SS46. HDAC and DNMT inhibitors suppressed chaetoglobosins\' biosynthesis by C. globosum VR10 cultures in Czapek medium. The biosynthesis of chaetoviridin B by C. globosum VR10 was elicited by acid valproic in PDB medium. The production of chaetogosin A by C. globosum VR10 in PDA medium has not been affected by 5-azacitidine. The biosynthesis of chaetoviridin B by C. globosum ATCC 56726 in PDA medium was inhibited in the presence of lower concentration 5- azacitidine (50 ?M) and recovered in the higher concentration (150 ?M). Treatment of B. cinerea B0510 with suberohydroxamic acid led to the biosynthesis of the new compound 5-benzyl-2,3-dihydroxy-3-isopropyl-4-oxotetrahydrofuran-2-carboxylic acid, which was also isolated from the genetically modified strain B. cinerea Bc ?STC2. Results showed that chemical compounds that act in epigenetic mechanisms can induce changes in the secondary metabolite profiles in the fungal strains studied in this work.

A espécie vegetal Piper solmsianum (Piperaceae) é um arbusto que ocorre tanto na Mata Atlântica do Brasil quanto na Amazônia. O estudo fitoquímico aqui apresentado descreve o acúmulo dos fenilpropanóides isoelemicina, elemicina, apiol, dilapiol, mirisiticina e lignanas tetraidrofurânicas na planta adulta. Contudo, suas plântulas cultivadas e micropropagadas, com idade inferior a 9 meses, acumulam apenas fenilpropanóides. Entre as lignanas tetraidrofurânicas, a grandisina é o principal produto natural e possui potente atividade contra formas tripomastigotas de Trypanossoma cruzii, o parasita causador da Doença de Chagas. O aminoácido fenilalanina radioisotopicamente marcado é convertido nas lignanas tetraidrofurânicas. A atividade específica da enzima fenilalanina amônialiase, que converte a fenilalanina em ácido cinâmico, é dez vezes maior em plantas adultas que em plântulas. A etapa de acoplamento oxidativo que leva à formação das lignanas tetraidrofurânicas em P. solmsianum foi investigada através do E-5-metóxiisoeugenol radioisotopicamente marcado preparado por meio de uma reação de Wittig. Observou-se um acoplamento estereosseletivo e enantioespecífico formando a (-)-di-O-4,4\'-desmetilgrandisina, o precursor direto da (-)-grandisina, através do uso de preparações enzimáticas. A enzima capaz de converter o fenilpropanóide em dímero faz parte do citocromo P-450 encontrado nos microssomos celulares e é dependente de H2O2 e NADPH. Estes dados corroboram a hipótese de que os dímeros encontrados em P. solmsianum podem ser classificados como neolignanas, uma vez que são formados pelo acoplamento oxidativo de um fenilpropanóide não oxigenado na posição 9. / Piper solmsianum (Piperaceae) is a shrubb tree which occurs in both Atlantic and Rain Forests from Brazil. The phytochemical study of this species showed the accumulation of the phenylpropanoids isoelemicin, elemicin, apiol, dillapiol and myristicin and also tetrahydrofuran lignans in the adult plant. However, its cultivated and germinated seedlings of ages under 9 months accumulate phenylpropanoids only. The radioisotopically labelled aminnoacid phenylalanine is converted into tetrahydrofuran lignans. Specific activity of this enzyme, which converts phenylalanine into cinnamic acid, is ten-fold higher to adult plants than to seedlings. The oxidative coupling step which leads to the formation of the tetrahydrofuran lignans in P. Solmsianum was investigated by reaction of the isotopically labeled substrate E-5-methoxy-isoeugenol, obtained by means of a Wittig reaction, with enzyme preparations. It was observed a stereoslective and enantioespecific oxidative coupling affording (-)-di-O-4,4\'-demethyl grandisin, which is the direct precursor of (-)-grandisin. The enzyme which is able to convert the phenylpropanoid into dimer is part of cytochrome P-450 system, found in cell microssomes. This enzyme is NADPH and H2O2-dependent. These data confirm the hypothesis that these dimers found in P. Solmsianum are neolignans since they are formed by the coupling of two phenylpropanoids non-oxygenated in C-9.