Este tese descreve métodos para a purificação e determinação da massa molecular do precursor da luciferina fúngica, a partir dos corpos de frutificação do fungo bioluminescente Neonothopanus gardneri. A molécula em questão é o substrato da primeira etapa da reação enzimática responsável pela emissão de luz em fungos, fenômeno conhecido como bioluminescência. Ao longo do projeto, foi otimizado um ensaio analítico qualitativo para detecção do precursor da luciferina em solução, e também foram desenvolvidos métodos de extração e purificação da molécula de interesse, levando sempre em consideração a baixa quantidade da molécula disponível in vivo e a susceptibilidade de degradação da molécula quando exposta a oxigênio, luz e pH extremos. Após estabelecer diversas condições cromatográficas para a purificação do precursor da luciferina, foi possível correlacionar uma molécula de massa molecular 246,05 u com uma atividade positiva no ensaio analítico qualitativo para detecção da luciferina em solução. Posteriormente, foi descoberto por um grupo russo que o precursor da luciferina tinha massa molecular 246,05 u e fórmula molecular C13H10O5. Também foram realizados experimentos a fim de corroborar a estrutura molecular do produto da reação de emissão de luz em fungos, assim como determinar o seu mecanismo de formação. / This thesis describes methods for purification and determination of molecular mass of fungal luciferin precursor from fruiting bodies of bioluminescent fungus Neonothopanus gardneri. The molecule it is the substrate of enzymatic reaction first step responsible for light emission in fungi, phenomenon known as bioluminescence. During PhD, it was optimized a qualitative assay in order to detect the luciferin precursor in solutions and also were developed methods for extraction and purification of the molecule of interest, always considering the low amount of molecule available in vivo and the susceptibility of molecule degradation when exposed to oxygen, light and extremes pH\'s. After establishing several chromatographic conditions for purification of luciferin precursor, it was possible to correlate a molecule with molecular mass of 246.05 u with a positive activity in the qualitative analytical assay. Later, a Russian group describe that the precursor of luciferin had molecular mass 246.05 u and molecular formula C13H10O5. Experiments were also performed in order to corroborate the molecular structure of the reaction product of light emission in fungi as well as determine its formation mechanism.

Este tese descreve métodos para a purificação e determinação da massa molecular do precursor da luciferina fúngica, a partir dos corpos de frutificação do fungo bioluminescente Neonothopanus gardneri. A molécula em questão é o substrato da primeira etapa da reação enzimática responsável pela emissão de luz em fungos, fenômeno conhecido como bioluminescência. Ao longo do projeto, foi otimizado um ensaio analítico qualitativo para detecção do precursor da luciferina em solução, e também foram desenvolvidos métodos de extração e purificação da molécula de interesse, levando sempre em consideração a baixa quantidade da molécula disponível in vivo e a susceptibilidade de degradação da molécula quando exposta a oxigênio, luz e pH extremos. Após estabelecer diversas condições cromatográficas para a purificação do precursor da luciferina, foi possível correlacionar uma molécula de massa molecular 246,05 u com uma atividade positiva no ensaio analítico qualitativo para detecção da luciferina em solução. Posteriormente, foi descoberto por um grupo russo que o precursor da luciferina tinha massa molecular 246,05 u e fórmula molecular C13H10O5. Também foram realizados experimentos a fim de corroborar a estrutura molecular do produto da reação de emissão de luz em fungos, assim como determinar o seu mecanismo de formação. / This thesis describes methods for purification and determination of molecular mass of fungal luciferin precursor from fruiting bodies of bioluminescent fungus Neonothopanus gardneri. The molecule it is the substrate of enzymatic reaction first step responsible for light emission in fungi, phenomenon known as bioluminescence. During PhD, it was optimized a qualitative assay in order to detect the luciferin precursor in solutions and also were developed methods for extraction and purification of the molecule of interest, always considering the low amount of molecule available in vivo and the susceptibility of molecule degradation when exposed to oxygen, light and extremes pH\'s. After establishing several chromatographic conditions for purification of luciferin precursor, it was possible to correlate a molecule with molecular mass of 246.05 u with a positive activity in the qualitative analytical assay. Later, a Russian group describe that the precursor of luciferin had molecular mass 246.05 u and molecular formula C13H10O5. Experiments were also performed in order to corroborate the molecular structure of the reaction product of light emission in fungi as well as determine its formation mechanism.

A bioluminescência desperta o interesse humano há muitos séculos. Presente em quatro dos sete reinos taxonômicos, Monera, Chromista, Animalia e Fungi, cada um com mecanismos muito diferentes. Pode-se dizer que o estudo químico da bioluminescência começou com os experimentos de Dubois no século XIX, que cunhou os termos luciferina e luciferase, termos genéricos para o substrato e enzima envolvidos na reação, respectivamente. No caso específico de fungos, o envolvimento de enzimas foi debatido por quase cinco décadas, após a proposta enzimática de Airth e Foerster na década de 1960 e a não enzimática por Shimomura, em 1989. Somente em 2009 a hipótese de Airth e Foerster foi confirmada pelo nosso grupo, seguido da identificação da luciferina fúngica e o envolvimento de hispidina, como molécula precursora, em 2015 pelo grupo de Yampolsky. Para conseguir elucidar mecanismos químicos, a técnica de espectrometria de massas pode ser empregada para a identificação estrutural de reagentes e intermediários destas e de outras reações orgânicas. Após a confirmação do envolvimento de hispidina na bioluminescência de fungos, utilizou-se a técnica de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas para identificar a presença de hispidina, seus derivados e intermediários precursores, em fungos e em algumas plantas. / Bioluminescence arises human interest for centuries. Occurring in four of seven taxonomical Kingdoms, Monera, Chromista, Animalia and Fungi, each of them with completely different mechanisms. The chemical study of bioluminescence starts in XIX century with Dubois, who coined the terms luciferin and luciferase, generic terms for substrate and enzyme involved in the bioluminescent reaction, respectively. In the specific case of fungi, enzyme involvement has been debated for almost five decades, after the enzymatic proposal by Airth and Foerster, during the 1960 decade, and the non-enzymatic proposal by Shimomura in 1989. It was only in 2009 when the proposal by Airth and Foerster was confirmed by our group, followed by the identification of the fungal luciferin and the involvement of hispidin, as the precursor molecule, in 2015 by Yampolskys group. To elucidate the chemical mechanisms, mass spectrometry can be employed to structural identification of reagents and intermediates on these and other organic reactions. After the confirmation of hispidin involvement in fungi bioluminescence, liquid chromatography coupled with mass spectrometry was uses do identify the presence of hispidin, its derivatives and precursor intermediates in fungi and selected plants.

A bioluminescência desperta o interesse humano há muitos séculos. Presente em quatro dos sete reinos taxonômicos, Monera, Chromista, Animalia e Fungi, cada um com mecanismos muito diferentes. Pode-se dizer que o estudo químico da bioluminescência começou com os experimentos de Dubois no século XIX, que cunhou os termos luciferina e luciferase, termos genéricos para o substrato e enzima envolvidos na reação, respectivamente. No caso específico de fungos, o envolvimento de enzimas foi debatido por quase cinco décadas, após a proposta enzimática de Airth e Foerster na década de 1960 e a não enzimática por Shimomura, em 1989. Somente em 2009 a hipótese de Airth e Foerster foi confirmada pelo nosso grupo, seguido da identificação da luciferina fúngica e o envolvimento de hispidina, como molécula precursora, em 2015 pelo grupo de Yampolsky. Para conseguir elucidar mecanismos químicos, a técnica de espectrometria de massas pode ser empregada para a identificação estrutural de reagentes e intermediários destas e de outras reações orgânicas. Após a confirmação do envolvimento de hispidina na bioluminescência de fungos, utilizou-se a técnica de cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas para identificar a presença de hispidina, seus derivados e intermediários precursores, em fungos e em algumas plantas. / Bioluminescence arises human interest for centuries. Occurring in four of seven taxonomical Kingdoms, Monera, Chromista, Animalia and Fungi, each of them with completely different mechanisms. The chemical study of bioluminescence starts in XIX century with Dubois, who coined the terms luciferin and luciferase, generic terms for substrate and enzyme involved in the bioluminescent reaction, respectively. In the specific case of fungi, enzyme involvement has been debated for almost five decades, after the enzymatic proposal by Airth and Foerster, during the 1960 decade, and the non-enzymatic proposal by Shimomura in 1989. It was only in 2009 when the proposal by Airth and Foerster was confirmed by our group, followed by the identification of the fungal luciferin and the involvement of hispidin, as the precursor molecule, in 2015 by Yampolskys group. To elucidate the chemical mechanisms, mass spectrometry can be employed to structural identification of reagents and intermediates on these and other organic reactions. After the confirmation of hispidin involvement in fungi bioluminescence, liquid chromatography coupled with mass spectrometry was uses do identify the presence of hispidin, its derivatives and precursor intermediates in fungi and selected plants.