Descrição: As doenças causadas por actinomicetos patógenos, aeróbios e anaeróbios facultativos, diferem consideravelmente no que diz respeito à sua etiologia, patogênese, apresentação clínica e epidemiologia. Objetivos: Analisar a distribuição etária, manifestações clínicas, doenças de base e condições associadas, achados radiológicos, microbiológicos, tratamento e evolução, nos pacientes com actinomicetoses (actinomicose, nocardiose, rodococose). Delineamento: Foram analisados, retrospectivamente, prontuários de pacientes com achados microbiológicos positivos para infecções por actinomicetos. Local do estudo: Um hospital universitário de atendimento terciário em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Pacientes e métodos: Foram incluídos neste estudo, pacientes com diagnóstico de actinomicose, nocardiose e rodococose, num período de 1978 a 2009. Os critérios microscópicos para o diagnóstico de actinomicetose foram os seguintes: actinomicose - composto por grânulos actinomicóticos, filamentos Gram-positivos, não ácido-resistentes; nocardiose - bactérias filamentosas ramificadas, Gram-positivas, e ácido-resistentes; rodococose - cocobacilos Gram-positivos, ácido resistentes. Resultados: Foram incluídos 59 pacientes com actinomicetose. Actinomicose foi obervada em 27 pacientes entre 8 e 65 anos (idade média de 39,9 anos), 22 do sexo masculino (81,5%). Doença oral (cárie dentária, a doença periodontal) esteve frequentemente associada, sendo procedimento odontológico o fator de risco mais importante. A apresentação clínica foi actinomicose torácica em 24 casos, em dois facial e em um cérvico-facial e mediastinal. O diagnóstico microscópico foi positivo em 25, com o isolamento do organismo em cultivo anaeróbico em um, e, pelo teste de imunofluorescência direta em um. Estes dois últimos casos foi identificado como A. israelii. O tratamento mais utilizado consiste na administração prolongada de penicilina e esteve associado a boa evolução na maioria dos casos. Nocardiose foi observada em 27 pacientes, a idade variou entre 21 e 84 anos, idade média de 51,8 anos. A manifestação mais comum foi pneumonia cavitária, apresentado no paciente imunossuprimido, especialmente recebendo altas doses de corticoterapia. Todos os casos foram positivos para filamentos bacterianos ramificados Gram-positivos, ácido resistentes, sugestivos de espécies de Nocardia. Nocardia sp foi isolada em 14 casos, ―N. asteroides” em 7, N. farcinica em 2, N. brasiliensis em 1, N. pseudobrasiliensis em 1, N. abscessus em 1 e N. cyriacigeorgica em 1. Doze pacientes foram a óbito e os restantes tiveram melhora clínica. A rodococose foi diagnosticada em 5 pacientes, com idade, no momento do diagnóstico, de 22-69 anos (média de 45,6). Rhodococcus foi isolado em todos os 5 casos, três pacientes imunodeprimidos apresentaram infecção pulmonar pelo R. equi. O caso do paciente com HIV/AIDS foi fatal. Conclusões: Esta experiência, indica que a informação clínica associada ao Gram e a ácido-resistência em amostras clínicas é útil no reconhecimento da infecção por actinomicetos. A actinomicetose deve ser sempre considerada em pacientes apresentando doença febril supurativa ou radiografia de tórax anormal, em paciente com estado imune alterado causado por determinadas drogas (corticoterapia) e condições associadas (HIV/AIDS). / Background: Diseases caused by pathogenic aerobic and facultative anaerobic actinomycetes differ considerably with respect to their etiology, pathogenesis, clinical appearence and epidemiology. Objectives: To analyse the age distribution, clinical manifestations, underlying diseases and associated medical conditions, radiographic findings, microbiology, treatment and outcome, in patients with actinomycetosis (actinomycosis, nocardiosis, rhodococcosis). Design: The medical records of patients with positive microbiology findings to actinomycetes infections were retrospectively analysed. Settings: A university-based tertiary care hospital in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Patients and methods: From 1978 through 2009 patients diagnosed with actinomycosis, nocardiosis, and rhodococcosis were included in this study. The microscopic criteria for diagnosis of actinomycetosis were as follow: actinomycosis –granules composed by branching Gram-positive organisms non acid-fast stained; nocardiosis - branched filamentous, Gram-positive, and acid-fast bacteria; rhodococcosis - coccobacilli Gram-positive, and acid-fast organism. Results: Sixty-five patients with actinomycetosis were included. Actinomycosis was oberved in 27 patients between 8 and 65 years old (mean age, 39,9 years), 22 were male (81,5%). Oral disease (poor dentition, periodontal disease) frequently associated with dental procedure was the most important risk factor. The clinical presentation was thoracic actinomycosis in 24 cases, facial in two, and cervico-facial and mediastinal one. Microcopic diagnosis were positive in 25, recovery of organism in anaerobic culture in one, and by fluorescent antibody test in one. These last two cases was identified as A. israelii. Treatment most commonly consisted of prolonged administration of penicillin and was associated with good outcome in the majority of cases. Nocardiosis was observed in 27 patients, aged 21 to 84 years old, with a mean age of 51,8 years. Cavitary pneumonia was the most common manifestation, presented in immunosuppresed patient, especially receiving high-dose corticotherapy. All cases were positive for branching Gram-positive, acid-fast bacterial filaments, suggestive of a Nocardia species. Nocardia sp was isolated in 14 cases, ―N. asteroides” in 7, N. farcinica in 2, N. brasiliensis in 1, N. pseudobrasiliensis in 1, N. abscessus in 1 and N. cyriacigeorgica in 1. Twelve patients died and the remaining cases were well improved. The diagnosis of rhodococcosis was made in five patients, ranged in age at time of diagnosis from 22 to 69 years, with a mean age of 45,6 years. Rhodococcus was isolated in all 5 cases, three immunocompromised patients showed pulmonary infection by R. equi. The case with HIV/AIDS was fatal. Conclusions: This experience, indicates that clinical information with Gram and acid-fast stains on clinical specimens is helpful in recognizing the possibility os actinomycetes should always be considered as a cause os suppurative febrile illness or abnormal chest roentgenograms in patient who may have an altered immune status caused by certain drugs (corticotherapy) and underlying conditions (HIV/AIDS).

Submitted by WELLINGTON PINE OMORI null (wpomori@hotmail.com) on 2018-03-02T14:43:37Z No. of bitstreams: 1 Tese_Wellington_Pine_Omori.pdf: 3601697 bytes, checksum: 300108bd7832f7e80a842293e639462a (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-03-05T18:02:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 omori_wp_dr_jabo.pdf: 3601697 bytes, checksum: 300108bd7832f7e80a842293e639462a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-05T18:02:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 omori_wp_dr_jabo.pdf: 3601697 bytes, checksum: 300108bd7832f7e80a842293e639462a (MD5) Previous issue date: 2018-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A torta de filtro apresenta bagaço residual oriundo do processo de extração do caldo de cana-de-açúcar e quando armazenada por longos períodos, se torna um habitat ideal para o desenvolvimento de comunidades microbianas que atuam na desconstrução da lignocelulose. Nossas análises de dados de sequenciamento de DNA metagenômico sugerem que a torta de filtro armazenada por 40 dias possui uma microbiota com características funcionais e ecológicas exclusivas em relação a outros ambientes com elevada disposição de material lignocelulósico. Assim como em ambientes de compostagem, os filos mais abundantes são Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes e Bacteroidetes. Dentre os principais genes que estes micro-organismos possuem, estão Glicosiltransferases, Carboidrato Esterases e Glicosil Hidrolases, que atuando em conjunto, são passíveis de desconstruírem a lignocelulose e participarem na liberação de açúcares menores, ácidos orgânicos e outros nutrientes. Neste trabalho, identificamos novas enzimas da família AA10 que oxidam a celulose cristalina, demostrando o potencial deste ambiente em possibilitar a adaptação de micro-organismos que expressam enzimas capazes de desestruturar a celulose altamente condensada, possibilitando a liberação de moléculas de glicose. A comunidade microbiana pode acessar nutrientes como Fósforo e Nitrogênio através da despolimerização da biomassa vegetal ou decomposição da microbiota morta. No ciclo biogeoquímico do nitrogênio, a evaporação de amônia é reduzida pela assimilação desta substância pela comunidade microbiana, sendo que a amônia é produzida pela via de amonificação de nitrato e nitrito. Outro ciclo biogeoquímico identificado na torta de filtro foi o do carbono, ocorrendo diminuição da emissão de metano e gás carbônico devido ao uso destas moléculas no metabolismo microbiano. Por apresentar muitas espécies de micro-organismos termofílicos e funções ecológicas similares a compostagens que alcançaram fase termofílica, a torta de filtro armazenada por 40 dias não aparenta conter micro-organismos patogênicos em elevada abundância, o que poderia ser um indício de sua segurança biológica se usado como adubo no solo. No entanto, recomenda-se que novos estudos sejam realizados neste tipo de ambiente agrícola, afim de avaliar como se comportam principalmente os fungos Neosartorya fumigata e Paracoccidioides brasiliensis, os quais são identificados como agentes patogênicos mas que também são encontrados vivendo na natureza como organismos saprofíticos e em interação com alguns mamíferos, sem causar doença. / The filter cake presents residual bagasse from the process of extracting the sugarcane juice and when stored for long periods, it becomes an ideal habitat for the development of microbial communities that act in the deconstruction of lignocellulose. Our analyzes of metagenomic DNA sequencing data suggest that the filter cake stored for 40 days has a microbiota with unique functional and ecological characteristics compared to other environments with high lignocellulosic material. Thus in composting environments, the most abundant phyla are Actinobacteria, Proteobacteria, Firmicutes, and Bacteroidetes. Glycosyltransferases, Carbohydrate Estersases and Glycoside Hydrolases, which act together, are capable of deconstructing lignocellulose and participate in the release of smaller sugars, organic acids and other nutrients. In this work, we identify new enzymes of the AA10 family that oxidize crystalline cellulose, demonstrating the potential of this environment to enable the adaptation of microorganisms that express enzymes capable of destabilizing highly condensed cellulose, allowing the release of glucose molecules. The microbial community can access nutrients such as Phosphorus and Nitrogen through the depolymerization of the plant biomass or decomposition of the dead microbiota. In the biogeochemical cycle of nitrogen, the evaporation of ammonia is reduced by the assimilation of this substance by the microbial community, and ammonia is produced by ammonification of nitrate and nitrite. Another biogeochemical cycle identified in the filter cake was that of carbon, with a decrease in the emission of methane and carbon dioxide due to the use of these molecules in microbial metabolism. Because it contains many species of thermophilic microorganisms and ecological functions similar to composting that reached the thermophilic phase, the filter cake stored for 40 days does not appear to contain pathogenic microorganisms in high abundance, which could be an indication of its biological safety if used as soil fertilizer. However, it is recommended that new studies be carried out in this type of agricultural environment, in order to evaluate the behavior of the fungi Neosartorya fumigata and Paracoccidioides brasiliensis, which are identified as pathogens but are also found living in nature as saprophytic organisms and in interaction with some mammals, without causing disease.

Descrição: As doenças causadas por actinomicetos patógenos, aeróbios e anaeróbios facultativos, diferem consideravelmente no que diz respeito à sua etiologia, patogênese, apresentação clínica e epidemiologia. Objetivos: Analisar a distribuição etária, manifestações clínicas, doenças de base e condições associadas, achados radiológicos, microbiológicos, tratamento e evolução, nos pacientes com actinomicetoses (actinomicose, nocardiose, rodococose). Delineamento: Foram analisados, retrospectivamente, prontuários de pacientes com achados microbiológicos positivos para infecções por actinomicetos. Local do estudo: Um hospital universitário de atendimento terciário em Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brasil. Pacientes e métodos: Foram incluídos neste estudo, pacientes com diagnóstico de actinomicose, nocardiose e rodococose, num período de 1978 a 2009. Os critérios microscópicos para o diagnóstico de actinomicetose foram os seguintes: actinomicose - composto por grânulos actinomicóticos, filamentos Gram-positivos, não ácido-resistentes; nocardiose - bactérias filamentosas ramificadas, Gram-positivas, e ácido-resistentes; rodococose - cocobacilos Gram-positivos, ácido resistentes. Resultados: Foram incluídos 59 pacientes com actinomicetose. Actinomicose foi obervada em 27 pacientes entre 8 e 65 anos (idade média de 39,9 anos), 22 do sexo masculino (81,5%). Doença oral (cárie dentária, a doença periodontal) esteve frequentemente associada, sendo procedimento odontológico o fator de risco mais importante. A apresentação clínica foi actinomicose torácica em 24 casos, em dois facial e em um cérvico-facial e mediastinal. O diagnóstico microscópico foi positivo em 25, com o isolamento do organismo em cultivo anaeróbico em um, e, pelo teste de imunofluorescência direta em um. Estes dois últimos casos foi identificado como A. israelii. O tratamento mais utilizado consiste na administração prolongada de penicilina e esteve associado a boa evolução na maioria dos casos. Nocardiose foi observada em 27 pacientes, a idade variou entre 21 e 84 anos, idade média de 51,8 anos. A manifestação mais comum foi pneumonia cavitária, apresentado no paciente imunossuprimido, especialmente recebendo altas doses de corticoterapia. Todos os casos foram positivos para filamentos bacterianos ramificados Gram-positivos, ácido resistentes, sugestivos de espécies de Nocardia. Nocardia sp foi isolada em 14 casos, ―N. asteroides” em 7, N. farcinica em 2, N. brasiliensis em 1, N. pseudobrasiliensis em 1, N. abscessus em 1 e N. cyriacigeorgica em 1. Doze pacientes foram a óbito e os restantes tiveram melhora clínica. A rodococose foi diagnosticada em 5 pacientes, com idade, no momento do diagnóstico, de 22-69 anos (média de 45,6). Rhodococcus foi isolado em todos os 5 casos, três pacientes imunodeprimidos apresentaram infecção pulmonar pelo R. equi. O caso do paciente com HIV/AIDS foi fatal. Conclusões: Esta experiência, indica que a informação clínica associada ao Gram e a ácido-resistência em amostras clínicas é útil no reconhecimento da infecção por actinomicetos. A actinomicetose deve ser sempre considerada em pacientes apresentando doença febril supurativa ou radiografia de tórax anormal, em paciente com estado imune alterado causado por determinadas drogas (corticoterapia) e condições associadas (HIV/AIDS). / Background: Diseases caused by pathogenic aerobic and facultative anaerobic actinomycetes differ considerably with respect to their etiology, pathogenesis, clinical appearence and epidemiology. Objectives: To analyse the age distribution, clinical manifestations, underlying diseases and associated medical conditions, radiographic findings, microbiology, treatment and outcome, in patients with actinomycetosis (actinomycosis, nocardiosis, rhodococcosis). Design: The medical records of patients with positive microbiology findings to actinomycetes infections were retrospectively analysed. Settings: A university-based tertiary care hospital in Porto Alegre, Rio Grande do Sul, Brazil. Patients and methods: From 1978 through 2009 patients diagnosed with actinomycosis, nocardiosis, and rhodococcosis were included in this study. The microscopic criteria for diagnosis of actinomycetosis were as follow: actinomycosis –granules composed by branching Gram-positive organisms non acid-fast stained; nocardiosis - branched filamentous, Gram-positive, and acid-fast bacteria; rhodococcosis - coccobacilli Gram-positive, and acid-fast organism. Results: Sixty-five patients with actinomycetosis were included. Actinomycosis was oberved in 27 patients between 8 and 65 years old (mean age, 39,9 years), 22 were male (81,5%). Oral disease (poor dentition, periodontal disease) frequently associated with dental procedure was the most important risk factor. The clinical presentation was thoracic actinomycosis in 24 cases, facial in two, and cervico-facial and mediastinal one. Microcopic diagnosis were positive in 25, recovery of organism in anaerobic culture in one, and by fluorescent antibody test in one. These last two cases was identified as A. israelii. Treatment most commonly consisted of prolonged administration of penicillin and was associated with good outcome in the majority of cases. Nocardiosis was observed in 27 patients, aged 21 to 84 years old, with a mean age of 51,8 years. Cavitary pneumonia was the most common manifestation, presented in immunosuppresed patient, especially receiving high-dose corticotherapy. All cases were positive for branching Gram-positive, acid-fast bacterial filaments, suggestive of a Nocardia species. Nocardia sp was isolated in 14 cases, ―N. asteroides” in 7, N. farcinica in 2, N. brasiliensis in 1, N. pseudobrasiliensis in 1, N. abscessus in 1 and N. cyriacigeorgica in 1. Twelve patients died and the remaining cases were well improved. The diagnosis of rhodococcosis was made in five patients, ranged in age at time of diagnosis from 22 to 69 years, with a mean age of 45,6 years. Rhodococcus was isolated in all 5 cases, three immunocompromised patients showed pulmonary infection by R. equi. The case with HIV/AIDS was fatal. Conclusions: This experience, indicates that clinical information with Gram and acid-fast stains on clinical specimens is helpful in recognizing the possibility os actinomycetes should always be considered as a cause os suppurative febrile illness or abnormal chest roentgenograms in patient who may have an altered immune status caused by certain drugs (corticotherapy) and underlying conditions (HIV/AIDS).

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-29T14:44:05Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruno Francesco Rodrigues de Oliveira - 2015.pdf: 3313694 bytes, checksum: 5cb9779c379ed9f47de7c0d65abeb95b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-29T14:47:16Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruno Francesco Rodrigues de Oliveira - 2015.pdf: 3313694 bytes, checksum: 5cb9779c379ed9f47de7c0d65abeb95b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-29T14:47:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Bruno Francesco Rodrigues de Oliveira - 2015.pdf: 3313694 bytes, checksum: 5cb9779c379ed9f47de7c0d65abeb95b (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The actinobacteria constitute a wide and diverse phylum of gram-positive bacteria with a high content of guanine and cytosine in their DNA, standing out by the production of secondary metabolites with antibiotic activity. The treatment of multi-drug resistant pathogens infections and cancer represents a major challenge for modern medicine and bioactive microbial metabolites constitute a rich source of antimicrobial and antitumor drugs. The main aim of this study was to analyse the potential antimicrobial and cytotoxic activities of actinobactéria isolated from various habitats. The evaluation of these bioactivities was accomplished by the application of a set of qualitative screening in vitro assays. From a total of 19 morphospecies, isolated from the goiano Cerrado soil, 16 were evaluated in the primary antimicrobial activity tests, of which 5 (31,25%) antagonized the growth of indicator microorganisms. The ECL of the morphospecie BC-A22 and the crude extracts of the strain ADU 1.3 stood out for their strong antibiotic action against MRSA. The most of the crude extracts exhibited lytic action on the staphylococcal cell wall. Only ECLs of morphospecies GUARA 1 and PEG 23 and extracts of the strain PEG 30 were cytotoxic against A. salina in low concentration. None of the extracts showed an intercalation effect on the DNA molecule. With exception of BC-A22, the other six isolates were morphologically characterized as members of the Streptomyces genus. The morphospecie ADU 1.3 was molecularly identified as Streptomyces sp., highly likely to consist of a new species. The results of this initial phase of microbial bioprospecting highlight that all the isolates are potential producers of antibiotics biomolecules, excelling the morphospecie BC-A22, which exhibited a strong antimicrobial activity against the clinical isolates of MRSA and most of gram-negative bacteria. / As actinobactérias compõem um amplo e diverso filo de bactérias gram-positivas com elevado conteúdo de guanina e citosina em seu DNA, destacando-se pela produção de metabólitos secundários com atividade antibiótica. O tratamento das infecções por patógenos multirresistentes aos antimicrobianos e do câncer representa um dos maiores desafios da medicina moderna e moléculas microbianas bioativas ainda constituem uma fonte rica de drogas antimicrobianas e antitumorais. O objetivo principal do presente estudo foi analisar as potenciais ações antimicrobiana e citotóxica de actinobactérias isoladas de vários habitats. A avaliação dessas bioatividades foi efetuada mediante aplicação de uma série de ensaios qualitativos de triagem in vitro. Do total de 19 morfoespécies, isoladas do solo de Cerrado goiano, 16 foram avaliadas nos testes primários de atividade antimicrobiana, das quais 5 (31,25%) antagonizaram o crescimento dos micro-organismos indicadores. O ECL da morfoespécie BC-A22 e os extratos brutos do isolado ADU 1.3 se sobressaíram quanto a sua alta ação antibiótica frente à MRSA. A maioria dos extratos brutos exibiu ação lítica sobre a parede celular estafilocóccica. Apenas os ECLs das morfoespécies GUARA 1 e PEG 23 e os extratos do isolado PEG 30 foram citotóxicos a A. salina em baixa concentração. Nenhum dos extratos mostrou efeito de intercalação sob a molécula de DNA. Com exceção de BC-A22, os seis isolados foram caracterizados morfologicamente como membros do gênero Streptomyces. A morfoespécie ADU 1.3 foi identificada molecularmente como Streptomyces sp., com alta probabilidade de consistir em uma espécie nova. Os resultados obtidos dessa etapa de bioprospecção inicial evidenciam que todos os sete isolados são potenciais produtores de biomoléculas antibióticas, notabilizando-se a morfoespécie BC-A22, que exibiu uma alta ação antimicrobiana frente aos MRSA hospitalares e a maior parte das bactérias gram-negativas. Palavras-chave: actinobactérias; bioprospecção microbiana; metabólitos bioativos; antibióticos.

A biodiversidade microbiana de diferentes ecossistemas tem incentivado estudos químicos e biológicos com micro-organismos dos mais variados habitats, os quais têm conduzido à obtenção de moléculas bioativas com aplicações na medicina, indústria química e agricultura, proporcionando melhorias na qualidade de vida ao homem. O presente trabalho teve como objetivos a bioprospecção por actinobactérias endofíticas e seus metabólitos, além do estudo da via biossintética dos sesquiterpenos aristoloquenos produzidos pelo fungo fitopatogênico Botrytis cinerea. No estudo de bioprospecção foram isoladas 41 linhagens de actinobactérias endofíticas de duas espécies de Asteraceae (Thitonia diversifolia e Lychnophora ericoides). A identificação através do sequenciamento de DNAr indicou predominância do gênero Streptomyces. As linhagens foram cultivadas em meio de arroz e os extratos etanólicos submetidos aos ensaios de citotoxicidade frente a células tumorais e antimicrobiano. Um total de 58,5% dos extratos apresentou atividade em pelo menos um dos ensaios realizados. Foram selecionadas as linhagens Streptomyces cattleya RLe 4 e Streptomyces sp. RLe 8 para cultivo em escala ampliada, isolamento e identificação de metabólitos bioativos. O isolamento dos compostos foi realizado através de diferentes técnicas cromatográficas e a identificação estrutural foi baseada em dados de ressonância magnética nuclear de 1H e 13C e espectrometria de massas. De S. cattleya RLe 4 foram isolados quatro compostos: 2-hidroxibenzamida, desferrioxamina E, 1-(3\',4\'-dimetoxifenil)-1-propanona e 1-(3\',4\'-dimetoxifenil)-1-etanona. Dos extratos de Streptomyces sp. RLe 8 foram isolados dez compostos: benzamida, 3- hidroxibenzamida, 3-hidróxi-4-metoxibenzamida, 4-hidróxi-3-metoxibenzamida, 3,4- dimetoxibenzamida, 2-fenilacetamida, dois isômeros de 3,4-diidro-3,4,6,8-tetraidróxi-1(2H)- naftalenona, 2,3-diidro-2,2-dimetil-4(1H)-quinazolinona e desferrioxamina B. O composto 2,3-diidro-2,2-dimetil-4(1H)-quinazolinona apresentou elevada atividade frente as células de câncer de cólon (HCT-8) e glioblastoma (SF295), com 93,9 % e 87.0 % de inibição, respectivamente. O outro enfoque da tese envolveu a otimização da produção de sesquiterpenos aristoloquenos por linhagens de B. cinerea, seguido de estudo biossintético destes produtos naturais através de experimentos de incorporação de precursores isotopicamente enriquecidos com 2H (deutério) e 13C (carbono treze). As análises dos dados obtidos de RMN de 2H e de 13C do sesquiterpeno majoritário indicaram que a biossíntese desta substância ocorre pela via do mevalonato (MVA). Os resultados também sugeriram o possível envolvimento da via do metil-eritritolfosfato ou 1-desoxi-D-xilulose-fosfato (MEP/DPX) na biossíntese deste sequiterpeno. Estes resultados podem contribuir para o planejamento racional de fungicidas seletivos com aplicação na agricultura. O trabalho desenvolvido mostrou o grande potencial de actinobactérias endofíticas para a obtenção de moléculas bioativas e que estudos usando precursores isotopicamente marcados fornecem informações precisas acerca da origem biossintética de produtos naturais. / The microbial biodiversity from different ecosystems has incited chemical and biological studies with microorganisms from several habitats, leading to the isolation of bioactive natural products with applications in medicine, chemical industry and agriculture, and thus contributing to a better quality of life. This thesis aimed the biopropecting on endophytic actinobacteria and their natural products, and also the biosynthetic study of aristolochene sesquiterpenes in the phytopathogenic fungus Botrytis cinerea. A total of 41 actinobacterial strains were isolated of two Asteraceae species (Thitonia diversifolia and Lychnophora ericoides) for the bioprospecting study. The rDNA sequencing showed predominancy of Streptomyces genus. All the strains were cultured on rice medium, and the ethanolic extracts were screened in cytotoxity and antimicrobial assays. As a result, 58.5% of the extracts showed activity in al least one bioassay. The strains Streptomyces cattleya RLe 4 and Streptomyces sp. RLe 8 were selected for scale up cultures, isolation and identification of bioactive compounds. Different chromatographic methods were applied for the isolation of compounds, and structural analysis were based on 1H and 13C nuclear magnetic resonance and mass spectrometry data. Four compounds were isolated from S. cattleya RLe 4: 2- hydroxybenzamide, desferrioxamine E, 1-(3\',4\'-dimethoxyphenyl)-1-propanone, and 1-(3\',4\'- dimethoxyphenyl)-1-etanone. Ten compounds were isolated from Streptomyces sp. Rle 8: benzamide, 3-hydroxybenzamide, 3-hydroxy-4-methoxybenzamide, 4-hydroxy-3- methoxybenzamide, 2-phenylacetamide, two isomers of 3,4-dihydro-3,4,6,8-tetrahydroxy- 1(2H)-naphthalenone, 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-4(1H)-quinazolinone, and desferrioxamine B. Compound 2,3-dihydro-2,2-dimethyl-4(1H)-quinazolinone showed high antiproliferative activity against colon cancer cells (HCT-8) and glioblastoma cells (SF295), with 93.9 and 87.0% of inhibition, respectively. The second focus of the thesis involved the optimization of aristolochene sesquiterpenes production by two strains of B. cinerea, followed by the biosynthetic study through feeding experiments with 2H (deuterium) and 13C isotopically labeled precursors. The 2H and 13C NMR obtained data showed that the biosynthesis of the sesquiterpene proceeds by the mevalonate pathway (MVA). The results also suggested the possible participation of the non mevalonate pathway, methylerytritol phosphate ou 1-deoxy- D-xylulose phosphate (MEP/DXP), in the biosynthesis. These results might contribute to the rational design of selective fungides with application in agriculture. This thesis showed the endophytic actinobacteria as promising sources of bioactive natural products, and also showed that the isotopically labeled feeding experiments give reliable information about the natural products biosynthetic pathways.

Rapidly emerging strains of bacteria resistant to most advanced antibiotics have become issues of very important public health concern. Research currently directed towards marine actinomycetes presents a vast potential for new compounds that could be able to safely and effectively target resistant species. In this regard, ten putative Streptomyces strains isolated from the Nahoon beach were selected and assessed for antibiotic production and activity against a wide range of bacteria including reference strains, environmental strain and clinical isolates. The ethyl acetate extracts of the putative Streptomyces isolates showed activities against at least 6 and up to 26 of the 32 test bacteria. Inhibition zones were found to range between 9-32 mm diameters at a concentration of 10 mg/ml. The minimum inhibitory concentrations (MICs) of the crude extracts ranged from 0.039 - 10 mg/ml and the least minimum bactericidal concentration (MBC) demonstrated was 0.625 mg/ml against a reference strain Staphylococcus aureus ATCC 6538. Time kill kinetics of all extracts revealed bacteristatic and bactericidal activities. Average Log reductions in viable cell counts for all the extracts ranged from 0.86 Log10 and 3.99 Log10 cfu/ml after 3 h interaction and 0.01 Log10 and 4.86 Log10 after 6 h interaction at MIC, 2 × MIC, 3 × MIC and 4 × MIC concentrations. Most of the extracts were speedily bactericidal at 3 × MIC and 4 × MIC resulting in over 50 % elimination of most of the test bacteria within 3 h and 6 h interaction. The partial characterization of the crude extracts by IR spectral analysis revealed possibility of terpenoid, long chain fatty acids and secondary amine derivatives compounds in the extracts. It is therefore recommended that further investigation should address the relationship between the structure of the active component of the extracts and the broad spectrum activity, as well as a rapid method for large scale production and purification and whether this group of antibiotics has any application in managing human infectious disease.

This investigation has had for its aim a further study of actinomycete flora of twenty Denton County, Texas, soils. The problem has evolved itself into, first, a seasonal analysis for the number of actinomycetes in each of the twenty soils; second, a determination of the types of soils that contain the greatest number of actinomycetes in each cultivated and uncultivated land; third, a determination of soil moisture and pH; and fourth, an attempt to correlate these factors with the number of actinomycetes found in each soil type.

>Magister Scientiae - MSc / The class Actinobacteria consists of a heterogeneous group of filamentous, Gram-positive bacteria that colonise most terrestrial and aquatic environments. The industrial and biotechnological importance of the secondary metabolites produced by members of this class has propelled it into the forefront of metagenomics studies. The Ethiopian Rift Valley lakes are characterized by several physical extremes, making it a polyextremophilic environment and a possible untapped source of novel actinobacterial species. The aims of the current study were to identify and compare the eubacterial diversity between three geographically divided soda lakes within the ERV focusing on the actinobacterial subpopulation. This was done by means of a culture-dependent (classical culturing) and culture-independent (DGGE and ARDRA) approach. The results indicate that the eubacterial 16S rRNA gene libraries were similar in composition with a predominance of α-Proteobacteria and Firmicutes in all three lakes. Conversely, the actinobacterial 16S rRNA gene libraries were significantly different and could be used to distinguish between sites. The actinobacterial OTUs detected belonged to both the Rubrobacterales and Actinomycetales orders with members of the genus Arthrobacter being found in all three lakes. Geochemical properties were significantly different between the lakes, although more than one property attributed to the variance between community compositions. The diversity detected in the culture-based study differed significantly and all isolates belonged to the genus Streptomyces. Two novel strains were characterized by means of phylogenetic (16S rRNA gene sequence), physiological, morphological and biochemical analyses. Both novel isolates were capable of growing under "extreme" conditions- pH 12, 10% NaCl and 45°C. Partial enzyme characterization revealed that both strains produced xylanase enzymes that were active at pH 6.5 and 8.5 with an increase in activity up to 45°C. The results obtained revealed a previously undetected diversity of actinobacteria in the Ethiopian Rift Valley with a potentially novel subpopulation adapted to haloalkaline conditions. The low 16S rRNA sequence similarity of a substantial proportion of the libraries suggests that culture-based isolation may play a vital role in deciphering the community fingerprint. / The National Research Foundation and the Norwegian Research Council

Orientador: Fabiana Fantinatti Garboggini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-27T14:23:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Menezes_ClaudiaBeatrizAfonsode_D.pdf: 13721671 bytes, checksum: f6de614ca80b5ec0d0c5e900e92b347b (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O ambiente marinho representa uma importante fonte de diversidade biológica com grande potencial para descoberta de novos metabólitos secundários biologicamente ativos. Dentro desse ambiente, pode-se destacar os actinomicetos marinhos, cujos estudos podem contribuir para a melhor compreensão de suas funções ecológicas e para seu uso como uma fonte importante de novos metabólitos. A taxonomia dos actinomicetos é bastante complexa e a metodologia de MLSA, ferramenta alternativa em estudos de sistemática microbiana, pode ser uma técnica importante na caracterização de actinomicetos. Novos metabólitos secundários tem sido isolados de actinomicetos marinhos, sendo as atividades antibacteriana e anticâncer as principais descritas,porém pouco se conhece sobre a atividade antiviral deste grupo de micro-organimos. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a diversidade de actinomicetos associados ao ambiente marinho, utilizando uma abordagem polifásica, associada à avaliação das atividades antimicrobiana e antiviral destas bactérias. No total, foram obtidos 579 isolados de bactérias oriundos de macro-organismos marinhos coletados no litoral norte do Estado de São Paulo, Brasil. Desses, 72 foram identificados por análise de sequência do gene RNA ribossomal 16S, como actinomicetos, e nove isolados foram descritos como novas espécies de actinobactérias pertencentes aos gêneros Gordonia (B204), Marmoricola (B374), Williamsia (B138, B375 e B452), Serinicoccus (B736), Kineococcus (B366), Knoellia (B175) e Janibacter (B742). A caracterização polifásica dessas novas espécies de actinobactérias foi realizada pela técnica de hibridação DNA-DNA, Multilocus Sequence Analysis (MLSA) utilizando genes conservados (rpoB, rpoA, gyrB, recA e trpB), análise de perfil de ácidos graxos e microscopia eletrônica. A caracterização dos isolados foi complementada por testes fisiológicos e quimiotaxonômicos, tais como a determinação do conteúdo de GC, lipídios polares, menaquinonas, testes de utilização de fontes de carbono, atividade enzimática, degradação de compostos e tolerância a antibióticos, pH e temperatura. Quanto ao potencial biotecnológico dos 72 isolados de actinobactérias avaliados, 16 isolados apresentaram potencial antimicrobiano e 13 potencial antiviral. Os extratos dos isolados B175 (CIM = 1 mg/mL), B375 (CIM = 2 mg/mL), B138 (CIM = 1 mg/mL) e B366 (CIM = 2 mg/mL) apresentaram atividade antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus ATCC 6538. O extrato do isolado B374 apresentou atividade antiviral frente ao vírus Metapneumovírus aviário (aMPV), os isolados B366 e B742, frente ao herpes vírus simplex do tipo 1 (HSV-1), os isolados B138 e B452 frente ao vírus Calicivírus Felino (FCV) e o isolado B204 frente ao vírus da diarréia viral bovina (BVDV). A partir deste trabalho, pode-se concluir que existe grande diversidade de micro-organismos marinhos a ser descoberta e explorada, como fonte de novas espécies e compostos com potencial biotecnológico / Abstract: O ambiente marinho representa uma importante fonte de diversidade biológica com grande potencial para descoberta de novos metabólitos secundários biologicamente ativos. Dentro desse ambiente, pode-se destacar os actinomicetos marinhos, cujos estudos podem contribuir para a melhor compreensão de suas funções ecológicas e para seu uso como uma fonte importante de novos metabólitos. A taxonomia dos actinomicetos é bastante complexa e a metodologia de MLSA, ferramenta alternativa em estudos de sistemática microbiana, pode ser uma técnica importante na caracterização de actinomicetos. Novos metabólitos secundários tem sido isolados de actinomicetos marinhos, sendo as atividades antibacteriana e anticâncer as principais descritas,porém pouco se conhece sobre a atividade antiviral deste grupo de micro-organimos. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo avaliar a diversidade de actinomicetos associados ao ambiente marinho, utilizando uma abordagem polifásica, associada à avaliação das atividades antimicrobiana e antiviral destas bactérias. No total, foram obtidos 579 isolados de bactérias oriundos de macro-organismos marinhos coletados no litoral norte do Estado de São Paulo, Brasil. Desses, 72 foram identificados por análise de sequência do gene RNA ribossomal 16S, como actinomicetos, e nove isolados foram descritos como novas espécies de actinobactérias pertencentes aos gêneros Gordonia (B204), Marmoricola (B374), Williamsia (B138, B375 e B452), Serinicoccus (B736), Kineococcus (B366), Knoellia (B175) e Janibacter (B742). A caracterização polifásica dessas novas espécies de actinobactérias foi realizada pela técnica de hibridação DNA-DNA, Multilocus Sequence Analysis (MLSA) utilizando genes conservados (rpoB, rpoA, gyrB, recA e trpB), análise de perfil de ácidos graxos e microscopia eletrônica. A caracterização dos isolados foi complementada por testes fisiológicos e quimiotaxonômicos, tais como a determinação do conteúdo de GC, lipídios polares, menaquinonas, testes de utilização de fontes de carbono, atividade enzimática, degradação de compostos e tolerância a antibióticos, pH e temperatura. Quanto ao potencial biotecnológico dos 72 isolados de actinobactérias avaliados, 16 isolados apresentaram potencial antimicrobiano e 13 potencial antiviral. Os extratos dos isolados B175 (CIM = 1 mg/mL), B375 (CIM = 2 mg/mL), B138 (CIM = 1 mg/mL) e B366 (CIM = 2 mg/mL) apresentaram atividade antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus ATCC 6538. O extrato do isolado B374 apresentou atividade antiviral frente ao vírus Metapneumovírus aviário (aMPV), os isolados B366 e B742, frente ao herpes vírus simplex do tipo 1 (HSV-1), os isolados B138 e B452 frente ao vírus Calicivírus Felino (FCV) e o isolado B204 frente ao vírus da diarréia viral bovina (BVDV). A partir deste trabalho, pode-se concluir que existe grande diversidade de micro-organismos marinhos a ser descoberta e explorada, como fonte de novas espécies e compostos com potencial biotecnológico / Doutorado / Microbiologia / Doutora em Genética e Biologia Molecular

Les dicétopipérazines (DKP : diketopiperazines) sont une classe de produits naturels largement utilisée en médecine. Chez les organismes producteurs, elles peuvent servir de facteurs de virulence, de molécules de signalisation ou encore être impliquées dans la concurrence entre (micro-)organismes ou la défense contre les prédateurs, mais souvent leur rôle est inconnu. Elles peuvent être synthétisées par deux voies de biosynthèse principales : soit par des voies dépendant de synthétases de peptides non ribosomiques (NRPS: Non Ribosomal Peptide Synthetase), des complexes enzymatiques de grande taille utilisant comme substrats les acides aminés protéinogènes ou non, soit par des voies dépendant des cyclodipeptide synthases (CDPS), de petites enzymes utilisant comme substrats des ARNt chargés. Je me suis intéressé à ce deuxième type de voie de biosynthèse. J’ai d’abord participé à une étude visant à caractériser la diversité des CDPS et des DKP synthétisées par ces enzymes. Ce travail a permis d’élargir le champ des CDPS caractérisées expérimentalement, de démontrer l’incorporation par ces enzymes de 17 acides aminés dans des DKP et de poser les bases de la prédiction des DKP synthétisées grâce à l’identification dans la séquence protéique des CDPS de motifs de résidus responsables de la sélection du substrat. J’ai ensuite étudié chez Streptomyces venezuelae un cluster de gènes homologues à des gènes essentiels impliqués chez Mycobacterium tuberculosis dans la biosynthèse d’une dicétopipérazine. J’ai enfin identifié chez Streptomyces aizunensis les gènes dirigeant la biosynthèse de la bicyclomycine, un antibiotique de la famille des DKP utilisé en médecine. Je présente la caractérisation complète de la voie de biosynthèse de la bicyclomycine. Cette biosynthèse fait intervenir une CDPS, cinq dioxygénases dépendantes du fer et du 2-oxoglutarate et une monooxygénase de la famille des cytochromes P450. C’est la voie la plus complexe dépendante de CDPS jamais décrite, la seule contenant plusieurs enzymes d’oxydoréduction et la première voie de biosynthèse d’une molécule utilisée en médecine dépendante d’une CDPS. / Diketopiperazines (DKP) are a class of natural products widely used in medicine. In producer organisms, they may act as virulence factors, signaling molecules or may be involved in competition between (micro-) organisms or defense against predators, but often their role is unknown. They can be synthesized by two main biosynthetic pathways: either by non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) dependent pathways, NRPSs being large enzyme complexes using proteinogenic or non-proteinogenic amino acids as substrates, or by Cyclodipeptide synthases (CDPS), small enzymes using loaded tRNAs as substrates. I was interested in this second type of biosynthetic pathway. I first participated in a study having as a goal to characterize the diversity of CDPSs and DKPs synthesized by these enzymes. This work enabled to widen the field of experimentally characterized CDPSs, to demonstrate the incorporation by these enzymes of 17 amino acids in DKPs and to lay the bases for the prediction of the DKPs synthesized thanks to the identification in the protein sequence of CDPSs of residue patterns responsible for substrate selection. I then studied in Streptomyces venezuelae a cluster of genes homologous to essential genes involved in Mycobacterium tuberculosis in the biosynthesis of a diketopiperazine. I finally identified in Streptomyces aizunensis the genes directing the biosynthesis of bicyclomycin, an antibiotic of the DKP family used in medicine. I present the complete characterization of the bicyclomycin biosynthetic pathway. This biosynthesis involves a CDPS, five iron-2-oxoglutarate-dependent dioxygenases and a cytochrome P450 monooxygenase. It is the most complex CDPS-dependent pathway ever described, the only one containing several redox enzymes and the first CDPS-dependent biosynthetic pathway for a molecule used in medicine.