Os organismos marinhos constituem uma fonte potencial de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, os micro-organismos isolados de algas marinhas, dentre eles fungos endofíticos, representam alvos para a pesquisa de novas substâncias com potencial farmacológico pronunciado. Substâncias naturais provenientes de espécies de fungos associados às algas marinhas vêm sendo bastante utilizadas em formulações fotoprotetoras devido à ação antioxidante e ao potencial contra a radiação solar. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo a investigação biológica e química dos fungos endofíticos marinhos pertencentes à família Xylariaceae, o Annulohypoxylon stygium, o Cladosporium sp. e o Acremonium implicatum (Hypocreaceae). A princípio, foi realizado um screening para avaliar a absorção de luz ultravioleta na faixa do UVA e UVB pelos extratos obtidos em escala piloto destes fungos endofíticos associados às algas marinhas. O extrato do fungo A. stygium apresentou intensa absorção na região do UV, mostrando-se promissor para a produção de metabólitos secundários com ação fotoprotetora. Além do ensaio proposto, foi realizada a avaliação do potencial antibacteriano e antifúngico da espécie A. stygium. O estudo químico em escala ampliada deste fungo proporcionou o isolamento e identificação de uma substância inédita da classe derivada da 2,5- dicetopiperazina, 3-benzilideno-2-metil-hexahidro-pirrolo [1,2-?] pirazina-1,4-diona (Sf3), e além desta, foram isolados mais quatro metabólitos como, os diasteroisômeros 1-fenil-1,2- propanediol (Sd2) e 1-fenil-1,2-propanediol (Sd3), 1,3-benzodioxole-5-metanol (Sc1), 1,2- propanodiol-1-(1,3-benzodioxol-5-il) (Se1). Ainda foi possível a desreplicação de substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas o ácido palmítico, palmitato de metila, ácido metil linoléico, ácido oléico, álcool benzílico e o piperonal. Quanto ao estudo da atividade biológica, não foi observado potencial antibacteriano e antifúngico para os extratos e frações do fungo. Entretanto, notouse um potencial como fotoprotetor in vitro para as frações n-Hexano/AcOEt (2:3) e n- Hexano/AcOEt (1:4) obtidas a partir do extrato do cultivo de 28 dias do fungo A. stygium, extraído com solventes diclorometano/metanol (CH2Cl2/MeOH 2:1) e para a substância (Sf3) isolada do mesmo. Desta forma, o estudo químico e biológico do fungo Annulohypoxylon stygium demonstrou potencial para a produção de metabólitos secundários com atividade fotoprotetora, visto que uma estrutura inédita com esta atividade foi isolada e identificada como produto natural. / Marine organisms consist of a potential source of biologically active secondary metabolites. In this context, the microorganisms isolated from marine algae, including fungal endophytes represent targets for the search of new substances with pronounced pharmacological potential. Natural substances from fungal species associated with marine algae, have been widely used in sunscreens formulations due to the antioxidant action and the potential against solar radiation. Thus, this study aimed to research biological and chemical profile of marine endophytic fungi belonging to the Xylariaceae family, the Annulohypoxylon stygium, the Cladosporium sp. and Acremonium implicatum (Hypocreaceae). First of all, a screening was performed to evaluate the absorption of ultraviolet light in the range of UVA and UVB by extracts obtained in pilot scale of these endophytic fungi associated with seaweed. The fungus extract A. stygium showed intense absorption in the UV region, being promising for the production of secondary metabolites with sunscreen action. In addition to the proposed test was performed to evaluate the antibacterial and antifungal potential of the species A. stygium. The chemical studies on increased scale of this fungus provided the isolation and identification of a novel compound of the class derived from 2,5-diketopiperazine, 3- benzylidene-2-methylhexahydropyrrolo [1,2-?] pyrazine-1,4-dione (Sf3), and beyond, four metabolites were isolated like of the diasteroisomers 1-phenyl-1,2-propanediol (Sd2) and 1- phenyl-1,2-propanediol (Sd3), 1,3-benzodioxole-5-methanol (Sc1), 1,2-propanodiol-1-(1,3- benzodioxol-5-il) (Se1). Furthermore was possible to dereplicate substances by means of gas chromatography-mass spectrometry (CG-MS) analyses: palmitic acid, methyl palmitate, methyl linoleic acid, oleic acid, benzyl alcohol and piperonal. Regarding to biological activity evaluation, it was not observed antibacterial and antifungal potential for extracts and fractions of the fungus. However, it was observed as a potential sunscreen in vitro for fractions n-Hexane/AcOEt (2:3) and n-Hexane/AcOEt (1:4) obtained from extract after 28 days growth culture of the fungus A. stygium. The mycelia were extracted with solvents dichloromethane/methanol (CH2Cl2/MeOH 2:1) and the compound Sf3 was isolated from the same extract. Thus, the chemical and biological study of the fungus Annulohypoxylon stygium demonstrated the potential for production of secondary metabolites with sunscreen activity, since a novel structure displaying this potential was isolated and identified as a natural product.

Submitted by ANGELICA AUGUSTA GRIGOLI DOMINATO null (angelica@unoeste.br) on 2017-02-16T18:51:51Z No. of bitstreams: 1 Angélica A. Grigoli Dominato.pdf: 4485568 bytes, checksum: 4abc8fe39b8c64a5ed8be37f2be077de (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-02-20T20:26:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dominato_aag_dr_sjrp.pdf: 4485568 bytes, checksum: 4abc8fe39b8c64a5ed8be37f2be077de (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T20:26:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dominato_aag_dr_sjrp.pdf: 4485568 bytes, checksum: 4abc8fe39b8c64a5ed8be37f2be077de (MD5) Previous issue date: 2017-01-20 / A atividade metabólica fúngica, especialmente nos endofíticos, favorece a secreção de moléculas como antibióticos, pigmentos, enzimas e polissacarídeos, que podem ser aplicadas nas indústrias alimentícia, cosmética, farmacêutica, entre outras. A diversidade química dos exopolissacarídeos (EPS) bem como a possibilidade de sua utilização como substrato para diferentes modificações químicas (carboxilação, sulfatação e metilação) aumentam seu espectro de aplicação. Realizar o cultivo submerso dos fungos endofíticos Neofusicoccum parvum, Fusarium sp e Colletotrichum gloeosporioides para a produção de EPS foi o primeiro objetivo deste trabalho. Uma vez obtidos, os EPS foram purificados e quimicamente caracterizados. Sulfatação e ensaio da atividade anticoagulante foram realizados. Os parâmetros concentração de inóculo e tempo de cultivo foram estabelecidos para maior produção dos EPS, por fermentação submersa. Etapas de purificação, por centrifugação, foram efetuadas após análises por cromatografia de exclusão estérica a alta pressão, com detecção por índice de refração (HPSEC/RID). Os EPS purificados [precipitado do C. gloeosporioides (C. gloeosporioidesprec) e os três sobrenadantes] mostraram-se praticamente isentos de proteínas. A hidrólise ácida e subsequente análise dos hidrolisados por cromatografia de troca aniônica a alta pressão com detecção por amperometria pulsada (HPAEC/PAD) indicaram que apenas o C. gloeosporioidesprec era uma glucana. A análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massa (GC/MS) mostrou um único derivado, 1,3,5 tri-O-acetil, 2,4,6-tri-O-metil glucitol com fragmentos de massa (m/z 118, 161, 203, 234.1) condizente com uma glucana do tipo (1→3). Os espectros de FT-IR apresentaram sinais na região de impressão digital, 926 cm-1 e 820 cm-1, típicos de polissacarídeos em configuração . Esses resultados foram confirmados por ressonância magnética nuclear bidimensional (HSQC), com um único acoplamento C1/H1, em 99,3/5,18 ppm e um sinal deslocado para campo baixo, 82,8/3,74 ppm, característico de C-3 substituído, indicando que o EPS é uma α-(1→3)-glucana. A sulfatação desta molécula resultou em α-(1→3)-D-glucanasulf com DS de 0,75 que foi utilizada nos ensaios de atividade anticoagulante. O aumento do tempo para a coagulação, nos testes do APTT (Tempo de Tromboplastina Parcial Ativada) e TT (Tempo de Trombina), foi concentração-dependente, indicando que [α-(1→3)-D-glucanasulf] pode atuar como um inibidor da via intrínseca da coagulação sanguínea e da conversão do fibrinogênio em fibrina, caracterizando-a como um potencial anticoagulante. / Fungal metabolic activity, especially in the endophytic, favors secretion of molecules such as antibiotics, pigments, enzymes and polysaccharides, which can be applicable by food, cosmetic and pharmaceutical industries, and others. The chemical diversity of the exopolysaccharides (EPS), as well as the possibility of their use as substrate for different chemical modifications (carboxylation, sulfation and methylation) increases their application spectrum. Submerged cultivation of the endophytic fungi Neofusicoccum parvum, Fusarium sp and Colletotrichum gloeosporioides for the production of EPS was the first aim of this study. Once the EPS were obtained, they were purified and chemically characterized. Chemical modification by sulfation and anticoagulant activity assays were performed. Cultivation to obtain EPS were performed in submerged fermentation. The inoculum concentration and incubation time parameters were set in order to obtain a higher amount of EPS. Purification by centrifugation was performed after analysis by high pressure steric exclusion chromatography with refractive index detection (HPSEC / RID). Purified EPS [precipitate of C. gloeosporioides (C. gloeosporioidesprec) and the three supernatants] proved to be virtually free of protein polysaccharides. Acid hydrolysis and subsequent analysis of the hydrolysates with high performance anionic exchange chromatography with amperometric detection (HPAEC/PAD) indicated that only the C. gloeosporioidesprec was a glucan. Analysis from gas chromatography and mass spectrometry showed a single derivative, 1,3,5-tri-Oacetyl, 2,4,6-tri-O-methyl glucitol with mass fragments (m/z 118, 161, 203, 234.1) consistent with a (1→3)-glucan. FT-IR spectra showed absorption bands typical from carbohydrate and signals in the digital region at 926 cm-1 and 820 cm-1, typical of polysaccharides in the α- configuration. These results were confirmed by two-dimensional nuclear magnetic resonance (HSQC), with a single C1/H1, in 99.2/4.98 ppm, typical of one α bonding, and low-field 82.6/3.55 ppm signal displacement, characteristic of substituted C-3, indicating that EPS is an α-(1→3)-glucan. Sulfation of this molecule resulted in α- (1→3)-glucansulf with DS of 0.75 which was used in the anticoagulant activity assays. The increase in coagulation reaction time in the APTT (Activated Partial Thromboplastin Time) and TT (Thrombin Time) tests was concentration-dependent, indicating that [α-(1→3)-D-glucansulf] might act as an inhibitor of the intrinsic via of blood clotting and conversion of fibrinogen into fibrin, characterizing it as a potential anticoagulant.

O estudo das interações planta-microrganismos tem sido de grande interesse ao longo dos últimos anos. Atualmente, as interações que ocorrem entre microrganismos que vivem em estreita relação também vêm merecendo grande atenção, pois forças competitivas e mutualísticas podem induzir a produção de novos metabólitos bioativos. Portanto, estudar interações existentes entre os microrganismos endofíticos que colonizam uma mesma planta parece ser uma estratégia promissora para a obtenção de substâncias quimicamente diferentes, eventualmente bioativas. Através da utilização de culturas mistas de microrganismos, o presente trabalho contribuiu para o conhecimento da relação existente entre os fungos endofíticos SS13 (Papulaspora immersa), SS50 (Fusarium oxysporum), SS67 (Nigrospora sphaerica), SS77 (Alternaria tenuissima) e SS84 (Phoma betae), isolados da planta medicinal Smallanthus sonchifolius (yacon), e sua implicação no aumento da diversidade química de produtos naturais microbianos, com o intuito de se identificar metabólitos secundários anticancerígenos. Para isso, os fungos foram cultivados em culturas singles e mistas em meios de cultivo líquidos e semi-sólidos. Foram utilizados diferentes meios de cultura, diferentes maneiras de se estabelecer o cultivo misto e diferentes formas de extração. Os extratos foram analisados química e biologicamente. Após fracionamento, foram isoladas cinco substâncias: afidicolina (I), 3-desóxi-afidicolina (II), estenfiperilenol (III), alterperilenol (IV) e alternariol monometil éter (V), sendo as duas primeiras de origem terpênica e as outras de origem policetídica. As substâncias I e II foram produzidas pelo fungo SS67, sendo que a produção de I aparentemente aumentou nas culturas mistas líquidas com SS13 e SS84, diminuindo consideravelmente na cultura mista com SS77. Devido à afidicolina ser um composto altamente citotóxico, os cultivos do fungo SS67 originaram extratos muito ativos frente aos ensaios de citotoxicidade em células cancerígenas. A substância III, primeiramente, só foi detectada por CLAE-DAD na cultura mista dos fungos SS67 e SS77, e a produção da substância IV foi maior nessa cultura mista que na cultura simples do fungo SS77 (meio fermentativo de extrato de malte). Provavelmente esses compostos foram produzidos por SS77 em resposta à presença de SS67. O extrato obtido durante esse cultivo misto foi o que apresentou maior atividade citotóxica frente à linhagem celular MDAMB-435 (câncer de mama). Posteriormente, a substância III foi também isolada da cultura simples do fungo SS77 cultivado em outras condições (meio fermentativo PDB), juntamente com a substância V. Os experimentos de antagonismo em placa de Petri envolvendo esses dois fungos revelaram, ainda, a presença de vários outros compostos na zona de inibição, que não correspondem às substâncias previamente isoladas de meio líquido, e podem ser responsáveis pelo efeito antagônico observado em meio semi-sólido. Os experimentos de atividade antagônica dos metabólitos produzidos pelos fungos evidenciaram que muitos compostos ativos, provavelmente, são produzidos em quantidades ínfimas, o que impossibilita a detecção por CLAE-DAD. Além disso, verificou-se que a substância I não possui atividade antifúngica significativa contra os fungos SS13, SS50 e SS77 e que a inibição de SS67 por SS77 ocorre devido à produção de compostos difusíveis em meio semi-sólido, e ainda, muito provavelmente, pela produção da substância III e IV em meio líquido, além de outros policetídeos. A produção de metabólitos secundários por fungos endofíticos deve ocorrer em consequência do papel ecológico que desempenham na natureza. Assim, a utilização de culturas mistas desses microrganismos deve induzir a produção de compostos que não seriam produzidos em condições não naturais. / The study of plant-microbe interactions has been of great interest over the past years. Currently, the interactions that occur among organisms that live in close relationship also have been receiving great attention because mutualistic and competitive forces may induce the production of new bioactive metabolites. Therefore, studying the interactions between endophytic microorganisms that colonize the same plant seems to be a promising strategy for obtaining chemically different substances that might also be bioactive. Through the utilization of mixed microbial cultures, this study contributed to knowledge of the relationship among the endophytic fungi SS13 (Papulaspora immersa), SS50 (Fusarium oxysporum), SS67 (Nigrospora sphaerica), SS77 (Alternaria tenuissima) and SS84 (Phoma betae), isolated from the medicinal plant Smallanthus sonchifolius (yacon), and its role in the increase of the chemical diversity of microbial natural products, in order to identify anticancer secondary metabolites. For this aim, the fungi were grown in single and mixed cultures, both in liquid and semi-solid media. Different media, different approaches to establish the mixed cultures and different extraction methods were used. The extracts were analyzed chemically and biologically. After the fractionation, five compounds were isolated: aphidicolin (I), 3-deoxy-aphidicolin (II), stemphyperylenol (III), alterperylenol (IV) and alternariol monomethyl ether (V). Compounds I and II are terpene derivatives, while III, IV and V are polyketide derivatives. The substances I and II were produced by the fungus SS67, and the production of I apparently increased in liquid mixed cultures with SS13 and SS84, decreasing considerably in mixed culture with SS77. Due to the high cytotoxic activity of aphidicolin (I), the cultures of the fungus SS67 originated extracts highly active in the cytotoxicity assays in cancer cells. Substance III was only detected by HPLC-DAD in the mixed culture between the fungi SS67 and SS77, and the production of compound IV was higher in this mixed culture when compared to the single culture of the fungus SS77 (malt extract medium). Probably these compounds were produced by SS77 in response to the presence of SS67. The extract obtained during this mixed culture showed the highest cytotoxic activity against the cell line MDAMB-435 (breast cancer). In a subsequent fermentation in PDB medium, compound III was also isolated from the single culture of the fungus SS77 grown, along with compound V. Additionally, antagonism experiments in Petri dishes with these two fungi revealed the presence of several other compounds in the inhibition zone, which does not correspond to the substances previously isolated from the liquid medium, and may be responsible for the antagonistic effect observed in semi-solid medium. The experiments of antagonistic activity of metabolites produced by fungi showed that many active compounds are probably produced in very small quantities, making it impossible to detect by HPLC-DAD. Moreover, it was found that aphidicolin (I) did not have significant antifungal activity against the fungi SS13, SS50 and SS77 and that the SS67 inhibition by SS77 is due to the production of diffusible compounds in semi-solid medium, and likely, due to the production of compound III and IV in liquid medium, and other polyketides. The production of secondary metabolites by endophytic fungi probably occurs as a result of the ecological role they play in nature. Thus, the use of mixed cultures of these microorganisms may induce the production of compounds that would not be produced under unnatural conditions.

Três fungos endofíticos isolados de Viguiera robusta (Asteraceae) foram cultivados em três meios de cultivo distintos (Czapek, arroz e extrato de malte) e também em culturas binárias em extrato de malte. Para a extração dos cultivos em extrato de malte foi utilizada a resina diaion HP-20, que promove a adsorção dos metabólitos produzidos pelo fungo, aumentando o rendimento dos extratos. Os extratos e frações obtidos foram submetidos à análise química por meio de técnicas cromatográficas e RMN 1H e a ensaios diversos biológicos para a comparação de seus perfis. O estudo químico do extrato de Chaetomium globosum (VR-10), cultivado em arroz, levou a isolamento da substância S1 (chaetoglobosina E), que apresenta elevada atividade citotóxica e é uma ferramenta importante em biologia química. Também de C. globosum foi isolado a substância S2 (dimetil-tereftalato), o qual já foi identificado como metabólito de fungo endofítico e também de planta. De Pestalotiopsis guepini (VR-8), cultivado em Czapek, foi isolada a substância S3 (tirosol), relatado na literatura como molécula sinalizadora em Candida albicans. Do fungo Cladosporium sphaerospermum (VR-2), após cultivo em arroz, foram isoladas três substâncias: marcfortina A (S4), a marcfortina B (S5) e a marcfortina C (S6) e (S7), substâncias com pronunciada atividade antiparasitária. Foi desenvolvido um método via CLAE-DAD-MS/MS para identificação rápida de derivados de marcfortina, o qual possibilitiou a identificação da substância S7 (marcfortina D) no extrato bruto de C. sphaerospermum. A análise conformacional da marcfortina A (S4) foi realizada através de experimentos de NOE-diff e técnicas de modelagem molecular. Os resultados obtidos nos bioensaios após diferentes cultivos dos fungos endofíticos indicaram que estes são fontes promissoras de substâncias bioativas, constituindo ferramentas importantes na busca por novos compostos. / Three endophytic fungi isolated from Viguiera robusta (Asteraceae) were cultivated in three different culture media (Czapek, rice and malt extract) and also in mixed cultures in the malt extract medium. Diaion HP-20 resin was used for the malt extract cultures extraction increasing the yields of the extracts. Extracts and fractions have been submitted to chemical analyses by chromatographic techniques and 1H NMR, and also to several bioassays for the comparison of their chemical and biological profiles. Chemical study of the rice culture extract from Chaetomium globosum (VR-10) gave the citotoxic compound S1 (chaetoglobosin E), an important chemical biology tool. C. globosum also led to the isolation of compound S2 (dimethyl-terephthalate), previously isolated from an endophytic fungus and also from plants. Compound S3 (tyrosol) has been isolated from the Czapek culture extract of Pestalotiopsis guepini (VR-8). Tyrosol has been reported as a quorum sensing molecule in Candida albicans. Three compounds have been isolated from Cladosporium sphaerospermum (VR-2) rice cuture extract: marcfortine A (S4), marcfortine B (S5) and marcfortine C (S6). Marcfortines have been reported as potent antiparasitic compounds. A HPLC-DAD-MS/MS was developed for the rapid identification of marcfortine derivatives, which allowed the identification of compound S7 (marcfortine D) in the crude extract from C. sphaerospermum. The conformational analysis of marcfortine A (S4) was carried out by NOE-diff experiments and molecular modeling techniques. Bioassays results showed that the endophytic fungi should be considered as promising sources of novel and bioactive compounds.

Estimativas apontam haver no mundo 12 milhões de pessoas infectadas por diferentes espécies de Leishmania, estando 350 milhões de pessoas em situação de risco. A leishmaniose é um grave problema de saúde pública mundial e entretanto não há tratamentos eficientes para o controle desta doença. Fungos endofíticos são fontes promissoras de metabólitos secundários bioativos e isso se deve em parte a sua estreita interação com as plantas hospedeiras. Extratos de culturas do fungo Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc., isolado como endofítico de Smallanthus sonchifolius (yacon), demonstrou em estudos anteriores ser uma fonte promissora de metabólitos secundários distintos, apresentando atividades antibacteriana, antifúngica, citotóxica para linhagens de células tumorais e antiparasitária. Devido a elevada atividade antileishmania detectada, culturas do fungo Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. foram realizadas em duas etapas distintas de cultivo. Obteve-se 1,47g de extrato AcOEt, o qual foi posteriormente fracionado por cromatografia líquida a vácuo. As frações resultantes foram fracionadas por cromatografia líquida clássica e cromatografia líquida de alta eficiência em escala preparativa. Dez substâncias foram isoladas, oito a partir de frações bioativas e suas estruturas foram elucidadas por análises de experimentos de RMN 1D: RMN 1H, RMN 13C e DEPT e 2D: COSY 1H-1H, HMQC 1H-13C e HMBC 1H-13C. As substâncias I e III apresentaram atividade esquistossomicida, causando 100% de morte nos parasitas quando avaliadas nas concentrações de 200 e 50 ?g/mL, respectivamente. Análises por microscopia eletrônica de varredura mostraram alterações morfológicas como o possível mecanismo de ação destas substâncias. As substâncias VII e IX, que parecem ser inéditas na literatura, apresentaram atividade antileishmania com valores de CI50 de 12,54 e 3,04 ?g/mL frente Leishmania braziliensis e 8,78 e 2,87 ?g/mL frente L. chagasi, respectivamente. O presente trabalho corrobora fungos endofíticos como uma fonte promissora, ainda pouco explorada, de novos metabólitos com atividade antileishmania e esquistossomicida. / Leishmaniais affects over 12 million people and 350 million people in 88 countries are at risk. Recognised as a major public health problem, leishmaniasis causes high morbidity and mortality levels. There are currently no vaccines and the available chemotherapy against leishmaniasis still suffers from high toxicity, serious side effects, require long-term treatment and present clinical resistance. Endophytic fungi are promising source of bioactive secondary metabolites due in part of their close interaction with the host plants. In previous studies the fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc., isolated as endophytic fungus from Smallanthus sonchifolius (yacon), demonstrated to be a promising source of secondary metabolites with antibacterial, antifungal, antitumoral and antileishmanial activities. In view of the high antileishmanial activity previously detected, in the present study the endophytic fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei was cultivated in a liquid medium under standardized culture condition, yielding 1.47 g of EtOAc extract, which was further fractionated by vacuum liquid chromatography, and the resulting fractions fractionated by liquid chromatography and high performance liquid chromatography. Ten compounds were isolated, nine from bioactive fractions. Their chemical structures were elucidated by analysis of NMR experiments 1D: RMN 1H, RMN 13C and DEPT and 2D: COSY 1H-1H, HMQC 1H-13C and HMBC 1H-13C. The substances I and III showed schistosomicidal activity, causing 100% death of the parasites when evaluated at concentrations of 200 and 50 ?g/mL, respectively. Analysis by scanning electron microscopy suggested that morphological changes are possibly the mechanism of action of these substances. Two new compounds, VII and IX, showed antileishmanial activity with IC50 values of 12.54 and 3.04 ?g/mL against Leishmania braziliensis and 8.78 and 2.87 ?g/mL against L. chagasi, respectively. The present work supports endophytic fungi as a promising source of new metabolites underexplored with antileishmanial and schistosomicidal activity.

Clavicipitaceous fungal endophytes of the genera Epichloë and Neotyphodium form symbioses with grasses of the family Pooideae in which they can synthesise an array of bioprotective alkaloids. Some strains produce the ergot alkaloid ergovaline, which is implicated in livestock toxicoses caused by ingestion of endophyteinfected grasses. Cloning and analysis of a plant-induced non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) gene from Neotyphodium lolii and analysis of the E. festucae E2368 genome sequence revealed a complex gene cluster for ergot alkaloid biosynthesis. The EAS cluster contained a single-module NRPS gene, lpsB, and other genes orthologous to genes in the ergopeptine gene cluster of Claviceps purpurea and the clavine cluster of Aspergillus fumigatus. Functional analysis of lpsB confirmed its role in ergovaline synthesis and bioassays with the lpsB mutant unexpectedly suggested that ergovaline was not required for black beetle (Heteronychus arator) feeding deterrence from epichloë-infected grasses. Southern analysis showed the cluster was linked with previously identified ergot alkaloid biosynthetic genes, dmaW and lpsA, at a subtelomeric location. The ergovaline genes are closely associated with transposon relics, including retrotransposons, autonomous DNA transposons and miniature inverted-repeat transposable elements (MITEs), which are very rare in other fungi. All genes in the cluster were highly expressed in planta but expression was very low or undetectable in mycelia from axenic culture, including under nitrogen-, carbonor phosphate-limited conditions. Comparative analysis of the EAS gene cluster in four different epichloë strains showed marked differences in gene expression and ergot alkaloid synthesis. Gene order is conserved in each strain although evidence for recombination between two MITEs and expansion or reduction of a simple sequence repeat (SSR) at a single intergenic region was observed. Heterologous expression of a candidate regulatory gene, laeA, from Aspergillus nidulans, which is a global regulator of secondary metabolism in aspergilli, did not affect eas gene expression. This, along with phylogeny and microsynteny analysis, suggests there is not an orthologue of this gene in epichloë. This work provides a genetic foundation for elucidating biochemical steps in the ergovaline pathway, the ecological role of individual ergot alkaloid compounds, and the regulation of their synthesis in planta.

The fungal endophyte Epichloë festucae forms a largely mutualistic association with the ryegrass species Lolium perenne. E. festucae produces a range of bio-protective alkaloids that protect the host grass from herbivory by both mammals and insects. One such alkaloid, Lolitrem B, is a potent mycotoxin and the causative agent of ryegrass staggers in livestock. Ten genes required for biosynthesis of lolitrem B are encoded in the ltm gene cluster. The ltm genes are expressed in a plant-specific manner, with high levels of expression in planta and very low levels of expression in culture. The mechanism regulating ltm gene expression is unknown but it is predicted to involve signalling from the host plant. The ltmM gene was chosen for use in the investigation of ltm gene regulation because the flanking regions do not contain retrotransposon sequence, which surrounds much of the ltm gene cluster. To identify fungal genes involved in the plant-induced expression of ltmM, a mutagenesis and screening system was developed using a PltmM-gusA ‘knock-in’ construct to detect expression from the ltmM promoter. Agrobacterium tumefaciens-mediated T-DNA mutagenesis was used to create a set of mutants with random insertions in the genome. Mutants were then screened for altered PltmM-gusA expression, both in culture and in planta. Three mutants were identified with increased PltmM-gusA expression in culture, however, no mutants were identified with loss of PltmM-gusA expression in planta. This indicates that a mechanism of repression is involved in the plant-induced expression of ltmM, either directly or indirectly. TM mutants of interest were also observed for altered symbiosis phenotypes. Mutants were identified with reduced colonisation rates and altered hyphal growth in planta. Integration sites were identified for two colonisation mutants and the disrupted genes are predicted to be the CTP:cholinephosphate cytidylyltransferase (CCT) gene PCT1 and the mitogen-activated protein kinsase kinase (MAPKK) gene mkk2.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:41Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-11-26Bitstream added on 2014-06-13T18:43:57Z : No. of bitstreams: 1 lopes_fcm_dr_arafcf.pdf: 1909059 bytes, checksum: 974b3ea32c4f5b47c9236b3e9490981c (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Produtos naturais têm contribuído intensamente para o desenvolvimento da terapêutica moderna. As plantas produzem um vasto número de substâncias, que em estado natural ou após sofrerem transformações químicas, possuem diversas atividades farmacológicas. Fungos endofíticos, organismos que vivem no interior das plantas, também podem representar novas fontes de produtos biologicamente ativos. Atualmente, a relação causal entre inflamação, imunidade inata e câncer é largamente aceita. O envolvimento de mediadores inflamatórios, como óxido nítrico (NO) e citocinas, gerados por macrófagos ativados, na patogênese das doenças inflamatórias já está bem estabelecido. Além disso, a inibição da angiogênese tem sido reconhecida como uma promissora abordagem terapêutica para o controle do crescimento tumoral, das metástases e das doenças inflamatórias crônicas. Alchornea glandulosa Poepp & Endl. (Euphorbiaceae) é uma planta com conhecida atividade antiinflamatória que está distribuída do sudeste ao sul do Brasil, principalmente na Mata Atlântica e no Cerrado. O potencial antiinflamatório, antitumoral e antiangiogênico dos compostos obtidos a partir da planta (fração acetato de etila e os compostos puros isoquercitrina, afzelina, ácido gálico, pteroginina e pteroginidina) e de fungos endofíticos presentes no interior das suas folhas (extratos acetato de etila ALG-A, ALG-02 e ALG-03) foram estudados por meio de experimentos utilizando-se culturas de macrófagos murinos, linhagens tumorais murinas de câncer de mama (LM2) e pulmão (LP07) e culturas de células endoteliais de veia umbilical humana (HUVEC). Ensaios de determinação de óxido nítrico (reagente de Griess), citocinas pró-inflamatórias TNF-α, IL-1β, IL-6 e IL-12 (ELISA), atividade citotóxica (MTT) e avaliação da taxa de inibição do crescimento de tumores tratados com injeção... / Natural products have contributed enormously to the development of important therapeutic drugs used currently in modern medicine. Plants produce a vast number of compounds that, either directly or after chemical modifications, exert pharmacological activities. Endophytic fungi, organisms which live in plants, are also being recognized as new sources of biological active substances. Nowadays, the relationship among inflammation, innate immunity and cancer are widely accepted. Inflammatory mediators as nitric oxide (NO) and cytokines produced by activated macrophages are involved in the pathogenesis of inflammatory diseases. Besides that, angiogenesis inhibition has been accepted as a promising therapy for the control of tumor growth, metastasis and also chronic inflammatory conditions. Alchornea glandulosa Poepp & Endl. (Euphorbiaceae) is a plant that demonstrates anti-inflammatory activity. It can be found in Brazil, distributed from southeast to south, mainly in the Atlantic Forest and Cerrado. The anti-inflammatory, antitumor and antiangiogenic potential of the compounds obtained from this plant (ethyl acetate fraction and the pure compounds isoquercitrin, afzelin, gallic acid, pterogynine and pterogynidine) and from the endophytic fungi present in its leaves (ALG-A, ALG-02 and ALG-03 ethyl acetate extracts) were studied using macrophage cultures, tumor cell lines (LM2 and LP07) and human umbilical vein endothelial cells (HUVEC). To evaluate anti-inflammatory and antitumor activity, in vitro assays were utilized to determine NO (Griess reagent), TNF-α, IL-1β, IL-6 and IL-12 proinflammatory cytokines (ELISA) and cytotoxicity (MTT). Tumor growth inhibition rate was also studied in vivo. Apoptosis (TUNEL assay), proliferation (bromodeoxiuridine – BrdU), invasion (double-chamber assay), capillary-like structures formation (matrigel) and NFκB activity (ELISA) were realized to study... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:52:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1252953 bytes, checksum: 5c4901cfbd21633e7c02d3de0ad4790a (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Endophytic fungi are those living at least a part of their life cycle within plant tissue, apparently without causing any damage to their hosts. These microorganisms have been studied for their capacity to produce secondary metabolites of biotechnological interest, and also for their ability for biological control of phytopathogens. Endophytic fungi have been isolated from a wide variety of plant species, including crops such as common bean (Phaseolus vulgaris L.). Fungi from the genus Diaporthe were abundant in the endophytic community of this legume. The objectives of this study were to evaluate the antimicrobial activity and the potential use of endophytic fungi of P. vulgaris in the control of phytopathogens of bean, and to analyze phylogenetic relationships and genetic variability of endophytic fungi of the genus Diaporthe isolated from P. vulgaris. Dual culture assays were performed between ninety endophytic fungi and four phytopathogenic fungi (Colletotrichum lindemuthianum, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani and Sclerotinia sclerotiorum) to assess for the ability of endophytic fungi inhibit the growth of phytopathogens. The isolates that were able to inhibit the four phytopathogens tested were selected for cultivation and obtention of metabolites crude extracts. These extracts were evaluated for antibacterial and antifungal activity. The sequences of the ITS region of rDNA of the isolates of the genus Diaporthe from common bean, along with the partial sequences of the genes encoding translation elongation factor 1-α, β-tubulin and calmodulin were used for the study of the phylogenetic relationships of these isolates. Molecular markers based on sequences of retrotransposons, IRAP (Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism) and REMAP (Retrotransposon-Microsatellite Amplified Polymorphism), were used for the analysis of genetic variability. It was found that endophytic fungi of common bean are able to inhibit the in vitro growth of phytopathogenic fungi and that metabolites crude extracts of endophytic exhibit significant antimicrobial activity especially regarding the inhibitory activity against Gram-positive bacteria (Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, B. subtilis and Staphylococcus aureus). Diaporthe sp., D. infecunda, D. melonis and D. phaseolorum are members of the endophytic fungal community in the common bean as verified by multilocus phylogenetic analysis. Cluster analysis, conducted with pooled data from IRAP and REMAP markers, was consistent regarding what was observed in multilocus phylogeny and revealed the existence of high genetic variability, particularly among isolates of D. infecunda. It was concluded that the metabolites crude extracts of endophytic fungi of common bean exhibit promising antimicrobial activity; that endophytic fungi used in this study have the potential to control phytopathogens that affect the bean crop; the multilocus phylogenetic approach was more effective than individual analysis of ITS sequences in the study of phylogenetic relationships of endophytic fungi of the genus Diaporthe from common bean and that IRAP and REMAP markers can be employed in the study of genetic variability of this genus of fungi. / Fungos endofíticos são aqueles que vivem, em pelo menos uma parte de seu ciclo de vida, no interior de tecidos vegetais, sem causar aparentemente qualquer dano a seus hospedeiros. Esses micro-organismos têm sido estudados em relação à capacidade de produzirem metabólitos secundários de interesse biotecnológico e quanto ao potencial de controle biológico de fitopatógenos. Fungos endofíticos já foram isolados de uma ampla variedade de espécies vegetais, incluindo culturas agrícolas como o feijoeiro comum (Phaseolus vulgaris L.). O gênero Diaporthe foi um dos mais abundantes na comunidade endofítica dessa leguminosa. Os objetivos do presente estudo foram avaliar a atividade antimicrobiana e o potencial de uso de fungos endofíticos de P. vulgaris no controle de fitopatógenos da cultura do feijoeiro e analisar as relações filogenéticas e a variabilidade genética de fungos endofíticos do gênero Diaporthe isolados de P. vulgaris. Ensaios de cultura dupla entre 90 isolados endofíticos e quatro fungos fitopatogênicos (Colletotrichum lindemuthianum, Fusarium oxysporum, Rhizoctonia solani e Sclerotinia sclerotiorum) foram realizados para verificar a capacidade dos isolados endofíticos inibirem o crescimento dos fitopatógenos. Os isolados que foram capazes de inibir os quatro fitopatógenos testados foram selecionados para cultivo e obtenção de extratos brutos de metabólitos. Esses extratos foram avaliados quanto à atividade antibacteriana e antifúngica. As sequências da região ITS do rDNA dos isolados do gênero Diaporthe do feijoeiro, juntamente com as sequências parciais dos genes codificam o fator de elongação da tradução 1-α, β-tubulina e calmodulina, foram utilizadas para o estudo das relações filogenéticas desses isolados. Marcadores moleculares baseados em sequências de retrotransposons, IRAP (Inter-Retrotransposon Amplified Polymorphism) e REMAP (Retrotransposon-Microsatellite Amplified Polymorphism), foram utilizados para a análise de variabilidade genética. Foi constatado que os fungos endofíticos do feijoeiro comum são capazes de inibir o crescimento in vitro de fungos fitopatogênicos e, que extratos brutos de metabólitos de isolados endofíticos exibem atividade antimicrobiana significativa, principalmente em relação à atividade inibitória sobre bactérias Gram-positivas (Listeria monocytogenes, Bacillus cereus, B. subtilis e Staphylococcus aureus). Por meio de análise filogenética multilocus, verificou-se que Diaporthe sp., D. infecunda, D. melonis e D. phaseolorum são integrantes da comunidade fúngica endofítica do feijoeiro comum. A análise de agrupamento, realizada com os dados dos marcadores IRAP e REMAP em conjunto, foi coerente em relação ao que foi verificado na filogenia multilocus e, revelou a existência de grande variabilidade genética, sobretudo entre os isolados de D. infecunda. Concluiu-se que extratos brutos de metabólitos de fungos endofíticos do feijoeiro exibem atividade antimicrobiana promissora; que fungos endofíticos utilizados neste estudo apresentam potencial para controle de fitopatógenos que acometem a cultura do feijoeiro; que a abordagem filogenética multilocus foi mais efetiva que análise individual de sequências de ITS no estudo das relações filogenéticas de fungos endofíticos do gênero Diaporthe do feijoeiro e que marcadores IRAP e REMAP podem ser empregados no estudo de variabilidade genética de fungos desse gênero.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rogerio Eiji Hanada.pdf: 659208 bytes, checksum: 3edd1deee7d95cb812891d0f6918caa6 (MD5) Previous issue date: 2006-03-30 / Black pod rot of cacao (Theobroma cacao) is one of the most important diseases affecting the crop worldwide. It is responsible for reducing over than 30% of the cocoa production every year. The disease is caused by Phytophthora spp. being P. palmivora (Butler) Butler one of the most common species in the cocoa growing area of Bahia, Brazil. Fungal endophytes were collected from healthy plants of cacao and cupuaçu (Theobroma grandiflorum (willd. ex Spreng.) Shum. from the states of Amazonas and Bahia, Brazil. The main objectives of this project were to isolate and to select endophytic fungi with biocontrol potential against P. palmivora. Three hundred fungal endophytes were obtained, being 104 screened against P. palmivora based on artificial inoculations of attached pods. Field experiments were performed at Almirante Cacau (Bahia-Brazil). Evaluations of disease severity were possible by using a disease rating scale specifically developed. Eight fungal isolates were selected and tested in the axenic cocoa seedlings for proving the endophytic behavior. From 103 fungi tested in the field, a Trichoderma viride Pers. ex S.F. Gray isolate was selected as the most promising candidate. This fungus was applied on cocoa plants in the field for evaluating its life span in several plant organs. The optimum spore concentration was established and formulation studies for a high performance application were evaluated. The compatibility for a tank mix application with chemical fungicides was tested and also several methods for mass production by solid state fermentation. Studies on the mode of action was carried out by evaluating the production of chitinase, b1,3 glucanase and celulase. With the exception of Tolypocladium sp., all the isolates tested: Three Fusarium, 2 Pestalotiopsis, one Curvularia and T. viride were recovered from the axenic cocoa plants. T. viride on adult cocoa plants showed an efficient epiphytic colonization on the pod surface and inside the trunk as an endophyte, been recovered after 35 and 50 days after application. The disease severity reduced by increasing the inoculum concentration up to 107 conídios.ml-1. The addition of an emulsified vegetable oil was responsible to increase the antagonist efficacy. The T. viride population over the pods decreased after 20 days. After 40 days the fungus was more dificult yor recoveretion. Disease severity increased by decreasing the antagonist population. T. viride germination was not affected by the Cooper hydroxide and Fosetil. A spore concentration of over 108 was achieved using rice as a substrate. The antagonist could grow and secrete b1,3 glucanase and chytinase in all the liquid media tested, however only on media supplemented with carboxymetilcelulose and P. palmivora mycelium were able to induce the production of celulase. / A podridão-parda do fruto de cacaueiro (Theobroma cacau) é considerada mundialmente a doença mais importante da cultura. Várias espécies de Phytophthora estão associadas à doença, sendo P. palmivora a de maior ocorrência na Bahia. O trabalho teve como objetivo isolar e selecionar fungos endofíticos com potencial de controlar a podridãoparda. A viabilização da aplicação no campo e o provável modo de ação também foram estudados. Os fungos endofíticos foram isolados de cacaueiros e cupuaçuzeiros (T. grandiflorum) dos estados do Amazonas e Bahia. A seleção foi conduzida em plantio comercial da Empresa Almirante Cacau, em Itajuípe, BA. Posteriormente, oito isolados selecionados, em campo, como os mais eficientes foram submetidos ao estudo de comprovação endofítica utilizando cacaueiros axênicos. O fungo endofítico mais eficiente no controle da doença, foi aplicado em plantas adultas e a sua sobrevivência foi avaliada nos órgãos da planta. Concentrações de 104, 105, 106, 107 e 5,0 x 107 conídios.ml-1, formulações em óleo agrícola vegetal emulsionado (Nortox) 2 % e sacarose 2%, comportamento da severidade da doença com o declínio da população do antagonista, compatibilidade com os fungicidas hidróxido de cobre e fosetil Al, produção massal de inóculo utilizando substrato de arroz e a produção extracelular de quitinase, b1,3 glucanase e celulase, em meio de cultura líquido, foram também avaliados. Foram testados 103 isolados de fungos endofíticos, sendo que Trichoderma viride foi o mais eficiente no controle da doença. Exceto Tolypocladium sp., os demais fungos: três isolados de Fusarium, dois de Pestalotiopsis, um isolado de Curvularia sp. e um de T. viride foram recuperados após a inoculação em cacaueiros axênicos. Trichoderma viride, em planta adulta, apresentou boa colonização epifítica, na parte externa do fruto, e como endofítico no interior do caule, sendo recuperado, com maior freqüência, em até 35 a 50 dias após a aplicação. A severidade da doença foi inversamente proporcional às concentrações de inóculo do antagonista, até 107 conídios.ml-1 e a adição do óleo vegetal na suspensão aumentou a eficiência do bioagente. A população de T. viride aplicado no fruto diminuiu rapidamente, em 20 dias de aplicação e, aos 40 dias, a recuperação tornou-se difícil. Por outro lado, a severidade da doença aumentou, à medida que a população de T. viride diminuiu. Trichoderma viride foi mais sensível ao hidróxido de cobre, porém a germinação dos conídios se manteve acima de 90% em solução fungicida na concentração recomenda pelo fabricante. Concentração acima de 108 conídios.g-1 do antagonista foi produzida em grãos de arroz. O bioagente cresceu e secretou b1,3 glucanase e quitinase em todos os meios de cultura, no entanto, somente os meios suplementados com carboximetilcelulose e micélio de P. palmivora foram capazes de induzir o fungo a secretar celulase.