Espécies de Psychotria encontradas no sul do Brasil produzem alcalóides do tipo monoterpeno indólicos, alguns deles com interessantes atividades biológicas e oriundos de novas rotas biossintéticas. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. acumula N, b-D-glicopiranosilvincosamida (GPV), o primeiro alcalóide N-glicosilado desta classe a ser descrito. O extrato contendo GPV apresenta atividade analgésica inespecífica e, na planta, sua biossíntese é regulada pelo desenvolvimento e por luz. P. umbellata Vell., por sua vez, produz psicolatina, que apresenta alto potencial farmacológico, pois apresenta atividade analgésica do tipo opióide, ansiolítica e antipsicótica, interagindo com receptores de diversos sistemas de neurotransmissores no sistema nervoso central. Além disso, psicolatina é um eficiente agente redutor de peróxidos e quencher de oxigênio singlet in vitro. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a fotorregulação de GPV em plântulas de P. leiocarpa, assim como avaliar os efeitos antioxidantes e antimutagênicos in vivo do extrato foliar bruto de P. umbellata e de psicolatina purificada, utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae. Essas duas últimas substâncias também foram avaliadas quanto à capacidade antioxidante contra o radical hidroxila in vitro. Em ensaios de transição luz-escuro realizados com plântulas assépticas de P. leiocarpa, o acúmulo de GPV mostrou ser responsivo a alterações na condição luminosa de cultivo. O papel negativo do escuro contínuo na biossíntese de GPV foi comprovado pela redução dos níveis deste alcalóide em plântulas cultivadas na luz e transferidas para o escuro. Por outro lado, quando plântulas cultivadas no escuro foram expostas à luz, os níveis de GPVaumentaram, indicando o caráter promotor da luz na produção de GPV. Os efeitos das transições foram mais evidentes em plântulas cultivadas em meio sem sacarose do que em plântulas cultivadas com suprimento exógeno de carboidratos. A biossíntese de GPV é regulada por diferentes faixas de luz. As regiões do azul e do vermelho-extremo aumentaram os teores de GPV. A luz vermelha não afetou de forma significativa o teor de GPV. Os resultados revelam um padrão típico de VLFRs (Very Low Fluence Responses), possivelmente envolvendo ação de PhyA em conjunto com criptocromo.Tanto o extrato bruto foliar de P. umbellata quanto psicolatina apresentaram efeito antioxidante in vivo, reduzindo a inibição do crescimento de Saccharomyces cerevisiae sob estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio e paraquat. O extrato e o alcalóide purificado também apresentaram ótima atividade antioxidante in vitro, protegendo contra o ataque do radical hidroxila. Os índices de mutagênese induzida por peróxido de hidrogêncio foram significativamente reduzidos quando as células de S. cerevisiae foram co-cultivadas na presença tanto do extrato quanto de psicolatina. / Species of Psychotria founded in southern Brazil produce a set of novel monoterpene indole alkaloids (MIAs), several of which have interesting biological activities and originate from new metabolic pathways. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. accumulates N, b-D-glucopyranosylvincosamide (GPV), the first N-glycosylated MIA described. Leaf extracts containing GPV display nonspecific analgesic activity and, in planta, its biosynthesis is regulated by development and light. P. umbellata Vell., in turn, produces psychollatine which has significant pharmacological potential, since it yields opioid-like analgesic, anxiolytic and antipsychotic activities, interacting with receptors of different neurotransmitter systems in the central nervous system. In addition, psychollatine is an efficient peroxide reducing agent and a singlet oxygen chemical quencher in vitro. This work aimed at studying the photoregulation of GPV in P. leiocarpa seedlings, as well as at investigating the antimutagenic and antioxidant in vivo effects of the crude foliar extract of P. umbellata and purified psychollatine using the yeast Saccharomyces cerevisiae. These last substances were also evaluated for their in vitro antioxidant properties against hydroxyl radicals.In light-dark transition assays with aseptic P. leiocarpa seedlings, GPV accumulation showed to be responsive to changes in light condition. The negative role of continuous dark on GPV biosynthesis was shown by reduction of the alkaloid contents when light growing seedlings were transferred to dark. On the other hand, dark growing seedlings increased GPV contents after light exposure, suggesting a positive light regulation of GPV production. Theseresults were more evident in seedlings cultivated in media without sucrose than in seedlings cultivated with carbohydrate supplementation. GPV biosynthesys is also regulated by different light qualities. Light in the blue and far-red regions increased GPV accumulation, whereas red ligh had no significant influence on GPV yield. These results are in agreement with the profile of VLFRs (Very Low Fluence Responses), mediated by PhyA with coaction of cryptochrome. Both the crude foliar extract of P. umbellata and psychollatine showed in vivo antioxidant effects by reducing the growth inhibition of Saccharomyces cerevisiae under hydrogen peroxide- and paraquat-induced oxidative stress. The extract and the purified alkaloid also showed strong in vitro antioxidant activity against hydroxyl radicals. The levels of hydrogen peroxide-induced mutagenicity were significantly reduced when S. cerevisiae cells were cocultivated with leaf crude extract or psychollatine.

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Espécies de Psychotria encontradas no sul do Brasil produzem alcalóides do tipo monoterpeno indólicos, alguns deles com interessantes atividades biológicas e oriundos de novas rotas biossintéticas. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. acumula N, b-D-glicopiranosilvincosamida (GPV), o primeiro alcalóide N-glicosilado desta classe a ser descrito. O extrato contendo GPV apresenta atividade analgésica inespecífica e, na planta, sua biossíntese é regulada pelo desenvolvimento e por luz. P. umbellata Vell., por sua vez, produz psicolatina, que apresenta alto potencial farmacológico, pois apresenta atividade analgésica do tipo opióide, ansiolítica e antipsicótica, interagindo com receptores de diversos sistemas de neurotransmissores no sistema nervoso central. Além disso, psicolatina é um eficiente agente redutor de peróxidos e quencher de oxigênio singlet in vitro. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a fotorregulação de GPV em plântulas de P. leiocarpa, assim como avaliar os efeitos antioxidantes e antimutagênicos in vivo do extrato foliar bruto de P. umbellata e de psicolatina purificada, utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae. Essas duas últimas substâncias também foram avaliadas quanto à capacidade antioxidante contra o radical hidroxila in vitro. Em ensaios de transição luz-escuro realizados com plântulas assépticas de P. leiocarpa, o acúmulo de GPV mostrou ser responsivo a alterações na condição luminosa de cultivo. O papel negativo do escuro contínuo na biossíntese de GPV foi comprovado pela redução dos níveis deste alcalóide em plântulas cultivadas na luz e transferidas para o escuro. Por outro lado, quando plântulas cultivadas no escuro foram expostas à luz, os níveis de GPVaumentaram, indicando o caráter promotor da luz na produção de GPV. Os efeitos das transições foram mais evidentes em plântulas cultivadas em meio sem sacarose do que em plântulas cultivadas com suprimento exógeno de carboidratos. A biossíntese de GPV é regulada por diferentes faixas de luz. As regiões do azul e do vermelho-extremo aumentaram os teores de GPV. A luz vermelha não afetou de forma significativa o teor de GPV. Os resultados revelam um padrão típico de VLFRs (Very Low Fluence Responses), possivelmente envolvendo ação de PhyA em conjunto com criptocromo.Tanto o extrato bruto foliar de P. umbellata quanto psicolatina apresentaram efeito antioxidante in vivo, reduzindo a inibição do crescimento de Saccharomyces cerevisiae sob estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio e paraquat. O extrato e o alcalóide purificado também apresentaram ótima atividade antioxidante in vitro, protegendo contra o ataque do radical hidroxila. Os índices de mutagênese induzida por peróxido de hidrogêncio foram significativamente reduzidos quando as células de S. cerevisiae foram co-cultivadas na presença tanto do extrato quanto de psicolatina. / Species of Psychotria founded in southern Brazil produce a set of novel monoterpene indole alkaloids (MIAs), several of which have interesting biological activities and originate from new metabolic pathways. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. accumulates N, b-D-glucopyranosylvincosamide (GPV), the first N-glycosylated MIA described. Leaf extracts containing GPV display nonspecific analgesic activity and, in planta, its biosynthesis is regulated by development and light. P. umbellata Vell., in turn, produces psychollatine which has significant pharmacological potential, since it yields opioid-like analgesic, anxiolytic and antipsychotic activities, interacting with receptors of different neurotransmitter systems in the central nervous system. In addition, psychollatine is an efficient peroxide reducing agent and a singlet oxygen chemical quencher in vitro. This work aimed at studying the photoregulation of GPV in P. leiocarpa seedlings, as well as at investigating the antimutagenic and antioxidant in vivo effects of the crude foliar extract of P. umbellata and purified psychollatine using the yeast Saccharomyces cerevisiae. These last substances were also evaluated for their in vitro antioxidant properties against hydroxyl radicals.In light-dark transition assays with aseptic P. leiocarpa seedlings, GPV accumulation showed to be responsive to changes in light condition. The negative role of continuous dark on GPV biosynthesis was shown by reduction of the alkaloid contents when light growing seedlings were transferred to dark. On the other hand, dark growing seedlings increased GPV contents after light exposure, suggesting a positive light regulation of GPV production. Theseresults were more evident in seedlings cultivated in media without sucrose than in seedlings cultivated with carbohydrate supplementation. GPV biosynthesys is also regulated by different light qualities. Light in the blue and far-red regions increased GPV accumulation, whereas red ligh had no significant influence on GPV yield. These results are in agreement with the profile of VLFRs (Very Low Fluence Responses), mediated by PhyA with coaction of cryptochrome. Both the crude foliar extract of P. umbellata and psychollatine showed in vivo antioxidant effects by reducing the growth inhibition of Saccharomyces cerevisiae under hydrogen peroxide- and paraquat-induced oxidative stress. The extract and the purified alkaloid also showed strong in vitro antioxidant activity against hydroxyl radicals. The levels of hydrogen peroxide-induced mutagenicity were significantly reduced when S. cerevisiae cells were cocultivated with leaf crude extract or psychollatine.

Espécies de Psychotria encontradas no sul do Brasil produzem alcalóides do tipo monoterpeno indólicos, alguns deles com interessantes atividades biológicas e oriundos de novas rotas biossintéticas. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. acumula N, b-D-glicopiranosilvincosamida (GPV), o primeiro alcalóide N-glicosilado desta classe a ser descrito. O extrato contendo GPV apresenta atividade analgésica inespecífica e, na planta, sua biossíntese é regulada pelo desenvolvimento e por luz. P. umbellata Vell., por sua vez, produz psicolatina, que apresenta alto potencial farmacológico, pois apresenta atividade analgésica do tipo opióide, ansiolítica e antipsicótica, interagindo com receptores de diversos sistemas de neurotransmissores no sistema nervoso central. Além disso, psicolatina é um eficiente agente redutor de peróxidos e quencher de oxigênio singlet in vitro. Os objetivos do presente trabalho foram estudar a fotorregulação de GPV em plântulas de P. leiocarpa, assim como avaliar os efeitos antioxidantes e antimutagênicos in vivo do extrato foliar bruto de P. umbellata e de psicolatina purificada, utilizando a levedura Saccharomyces cerevisiae. Essas duas últimas substâncias também foram avaliadas quanto à capacidade antioxidante contra o radical hidroxila in vitro. Em ensaios de transição luz-escuro realizados com plântulas assépticas de P. leiocarpa, o acúmulo de GPV mostrou ser responsivo a alterações na condição luminosa de cultivo. O papel negativo do escuro contínuo na biossíntese de GPV foi comprovado pela redução dos níveis deste alcalóide em plântulas cultivadas na luz e transferidas para o escuro. Por outro lado, quando plântulas cultivadas no escuro foram expostas à luz, os níveis de GPVaumentaram, indicando o caráter promotor da luz na produção de GPV. Os efeitos das transições foram mais evidentes em plântulas cultivadas em meio sem sacarose do que em plântulas cultivadas com suprimento exógeno de carboidratos. A biossíntese de GPV é regulada por diferentes faixas de luz. As regiões do azul e do vermelho-extremo aumentaram os teores de GPV. A luz vermelha não afetou de forma significativa o teor de GPV. Os resultados revelam um padrão típico de VLFRs (Very Low Fluence Responses), possivelmente envolvendo ação de PhyA em conjunto com criptocromo.Tanto o extrato bruto foliar de P. umbellata quanto psicolatina apresentaram efeito antioxidante in vivo, reduzindo a inibição do crescimento de Saccharomyces cerevisiae sob estresse oxidativo induzido por peróxido de hidrogênio e paraquat. O extrato e o alcalóide purificado também apresentaram ótima atividade antioxidante in vitro, protegendo contra o ataque do radical hidroxila. Os índices de mutagênese induzida por peróxido de hidrogêncio foram significativamente reduzidos quando as células de S. cerevisiae foram co-cultivadas na presença tanto do extrato quanto de psicolatina. / Species of Psychotria founded in southern Brazil produce a set of novel monoterpene indole alkaloids (MIAs), several of which have interesting biological activities and originate from new metabolic pathways. P. leiocarpa Cham. & Schlecht. accumulates N, b-D-glucopyranosylvincosamide (GPV), the first N-glycosylated MIA described. Leaf extracts containing GPV display nonspecific analgesic activity and, in planta, its biosynthesis is regulated by development and light. P. umbellata Vell., in turn, produces psychollatine which has significant pharmacological potential, since it yields opioid-like analgesic, anxiolytic and antipsychotic activities, interacting with receptors of different neurotransmitter systems in the central nervous system. In addition, psychollatine is an efficient peroxide reducing agent and a singlet oxygen chemical quencher in vitro. This work aimed at studying the photoregulation of GPV in P. leiocarpa seedlings, as well as at investigating the antimutagenic and antioxidant in vivo effects of the crude foliar extract of P. umbellata and purified psychollatine using the yeast Saccharomyces cerevisiae. These last substances were also evaluated for their in vitro antioxidant properties against hydroxyl radicals.In light-dark transition assays with aseptic P. leiocarpa seedlings, GPV accumulation showed to be responsive to changes in light condition. The negative role of continuous dark on GPV biosynthesis was shown by reduction of the alkaloid contents when light growing seedlings were transferred to dark. On the other hand, dark growing seedlings increased GPV contents after light exposure, suggesting a positive light regulation of GPV production. Theseresults were more evident in seedlings cultivated in media without sucrose than in seedlings cultivated with carbohydrate supplementation. GPV biosynthesys is also regulated by different light qualities. Light in the blue and far-red regions increased GPV accumulation, whereas red ligh had no significant influence on GPV yield. These results are in agreement with the profile of VLFRs (Very Low Fluence Responses), mediated by PhyA with coaction of cryptochrome. Both the crude foliar extract of P. umbellata and psychollatine showed in vivo antioxidant effects by reducing the growth inhibition of Saccharomyces cerevisiae under hydrogen peroxide- and paraquat-induced oxidative stress. The extract and the purified alkaloid also showed strong in vitro antioxidant activity against hydroxyl radicals. The levels of hydrogen peroxide-induced mutagenicity were significantly reduced when S. cerevisiae cells were cocultivated with leaf crude extract or psychollatine.

Made available in DSpace on 2015-04-20T12:31:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aloisio Freitas Chagas Junior.pdf: 1425510 bytes, checksum: 861fcee7c2ea43864c650307852db610 (MD5) Previous issue date: 2007-04-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / To increase the rhizobia contribution to plants nutrition and development is necessary to develop researches for selecting more efficient nitrogen fixation strains. This research work had as objectives, to accomplish morphologic characterization of rhizobia isolated from Amazonian soils; laboratory evaluations about the tolerance to acidity and toxic Al, the capacity to solubilize calcium (P-Ca) and aluminum (P-Al) phosphates, the indole-acetic acid production (AIA); the ability of the isolates to induce nodulation and to fix nitrogen under the acidity and low fertility conditions of the regional soils in greenhouse experiment; to genetically characterize the isolated ones selected using the PCR-RFLP technique. The infectivity test showed that there was significant increase in the cowpea biomass. With relationship to the phenotypic characterization, the 200 isolates showed a great diversity. Among these, 165 and 127 presented high tolerance within the media with pH 4,5 and pH 4,5 + Al, respectively. From the 200 isolates, 68 solubilized P-Ca and 47 P-Al, and 32 isolates solubilized both P-Ca and P-Al. The AIA production significantly increased (p <0,01) with tryptophan quantities added in the medium for 19 of the 92 isolates tested in the experiment. It was observed production of dry matter and nodule number and mass superior simbiotic to the control treatment and similar to the fertilized treatment for various rhizobia isolates. The 20 selected isolates evaluated presented high genotypic diversity, with the derived dendrogram PCR-RFLP profiles showing that they can be divided inside two main genders, Rhizobium and Bradyrhizobium. Associating the results of simbiotic efficiency and nodulation, it was observed that the isolates of rhizobia from Amazonian soils presented good results, and they can be recommended for tests of agronomic efficiency for cowpea bean. / Para aumentar a contribuição de rizóbia na nutrição e desenvolvimento de plantas é necessário desenvolver pesquisas de seleção de estirpes mais eficientes quanto à fixação do N2. Este trabalho teve como objetivos, realizar a caracterização morfológica de isolados de rizóbio oriundos de solos amazônicos; avaliar em laboratório, a tolerância à acidez e Al tóxico, a capacidade de solubilização de fosfato de cálcio (P-Ca) e alumínio (P-Al), a produção de acido indol-acético (AIA); a capacidade de isolados em induzirem nodulação e fixarem nitrogênio sob as condições de acidez e baixa fertilidade dos solos regionais em casa-de-vegetação; caracterizar geneticamente os isolados selecionados usando a técnica de PCR-RFLP. Os testes de infectividade mostraram que houve aumento significativo na biomassa de caupi. Quanto à caracterização fenotípica, os 200 isolados mostraram uma grande diversidade. Dentre estes, 165 e 127 isolados apresentaram elevada tolerância nos meios de cultura com pH 4,5 e pH 4,5 + Al, respectivamente. Dos 200 isolados testados, 68 solubilizaram P-Ca e 47 P-Al, sendo que 32 solubilizaram tanto o P Ca quanto o P Al. A produção de AIA aumentou significativamente com as doses de triptofano adicionadas ao meio (p<0,01) para 19 dos 92 isolados testados no experimento. Observou-se produção de matéria seca, número e massa seca dos nódulos e acúmulo de nitrogênio superiores ao tratamento testemunha e similares ao tratamento adubado para vários isolados de rizóbia. Os 20 isolados selecionados e avaliados apresentaram alta diversidade genotípica, onde o dendrograma derivado de perfis de PCR-RFLP mostrou que podem ser divididos dentro de dois gêneros principais, Rhizobium e Bradyrhizobium. Associando-se os resultados de eficiência simbiótica e nodulação, observou-se que os isolados de rizóbio de solos da Amazônia apresentaram bom desempenho e podem ser recomendados para testes de eficiência agronômica em feijão caupi.

Esta tese descreve uma nova abordagem para a síntese de ciclopenta[g]indóis baseada na reação de contração de anel mediada por trinitrato de tálio (TTN) de uma olefina tricíclica, que contém uma unidade indólica. Foi possível encontrar condições reacionais em que o sal de tálio(III) mostrou-se quimiosseletivo, reagindo com a ligação dupla do anel cicloexênico, sem oxidar a ligação C2-C3 do anel indólico. Utilizando-se a reação acima, pôde-se alcançar a primeira síntese diastereosseletiva da (±)-trans-triquentrina A, que é um alcalóide indólico isolado de uma esponja marinha, em 20 etapas e com rendimento global de 2%. A etapa chave foi uma reação de contração de anel mediada por TTN em CH3CN com redução in situ promovida por NaBH4. Nestas condições o anel trans-1,3-dimetilciclopentânico da molécula alvo foi alcançado com excelente diastereosseletividade. Tentativas de hidrogenação assimétrica do (E)-etil-3-(1-benzil-4-etil-1H-indol-7-il)-but-2- enoato utilizando-se catalisadores de irído foram realizadas, visando a síntese da (+)-trans-triquentrina A. / This thesis presents a new approach toward the synthesis of cyclopenta[g]indoles using a ring contraction reaction mediated by thallium trinitrate (TTN) of a tricyclic olefin, bearing an indol unit. We could find reactional conditions where the thallium(III) salt was chemoselective, reacting on the cyclohexenic double bond without formation of C2-C3 indolic oxidation byproducts. Using the reaction above, we could accomplish the first diastereoselective total synthesis of (±)-trans-trikentrin A, which is an indolic alkaloid isolated from a marine sponge, in 20 steps and 2% of global yield. The key-step was a ring contraction reaction mediated by TTN in CH3CN with in situ reduction promoted by NaBH4. Under this condition the trans-1,3- dimethylcyclopentane moiety of the target molecule was achieved with good diastereoselectivity. The asymmetric hydrogenation of (E)-ethyl-3-(1-benzyl-4-ethyl-1H-indole-7-yl)-but-2- enoate was attempted using iridium catalysts were performed, aiming the synthesis of (+)-trans-trikentrin A.

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Halogenierte Verbindungen treten in der Natur in einer großen Vielzahl auf. Ihre Funktionen können sehr vielfältig sein und reichen von antimikrobiellen Aktivitäten bis hin zu pflanzlichen Wachstumsregulatoren. Vor allem in Pilzen und Bakterien gibt es eine Reihe halogenierter Substanzen. Die Synthesewege und beteiligten Enzyme dieser Verbindungen sind weitestgehend aufgeklärt. Bei einer Klasse von halogenierenden Enzymen handelt es sich um Flavin-abhängige Tryptophan-Halogenasen, welche die Aminosäure Tryptophan regioselektiv und substratspezifisch an bestimmten Positionen des Indolrings halogenieren können. Tryptophan ist eine essenzielle Aminosäure, welche sehr vielfältige Funktionen innerhalb der Zellen besitzt. So wird diese in Polypeptidketten von Enzymen und Proteinen eingebaut und dient als Vorstufe für viele verschiedene Stoffwechselprodukte. Das Pflanzenhormon Indol-3-Essigsäure (IAA) leitet sich z. B. aus ebendieser Aminosäure ab. Pflanzenhormone haben sehr vielfältige Funktionen innerhalb der Pflanzen und spielen z. B. bei der Entwicklung, Differenzierung und Abwehr eine wichtige Rolle. In einigen Pflanzen konnte eine halogenierte Form von IAA, die 4-Chlorindol-3-Essigsäure, nachgewiesen werden. In verschiedenen Versuchen konnte gezeigt werden, dass diese Verbindung eine erhöhte Reaktivität gegenüber der nicht halogenierten Form aufweist. Die Wirkung dieser Substanz wurde in den letzten Jahrzehnten gut untersucht, über die an der Synthese beteiligten Enzyme dieses Pflanzenhormons ist jedoch kaum etwas bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit wurden Gene von drei bakteriellen Tryptophan-Halogenasen (pyrH, thiH und prnA) in der Modellpflanze Arabidopsis thaliana exprimiert und die Bildung von chlorierten Substanzen genauer untersucht. Hauptaugenmerk wurde dabei auf mögliche chlorierte Metabolite gelegt, welche sich von der Aminosäure Tryptophan ableiten. Neben der Expression der bakteriellen Halogenasegene wurden diese zusätzlich für die Modellpflanze optimiert und unter der Kontrolle des 2× 35S-Promotors in Arabidopsis thaliana transformiert. Die heterologe Expression von AtpyrH, AtthiH, AtprnA, sowie der optimierten Gene AtpyrHopt, AtthiHopt und AtprnAopt konnte in verschiedenen transgenen Linien in den Pflanzen nachgewiesen werden. Die Expression der Halogenasegene variiert dabei in den untersuchten Linien. Durch die Optimierung konnte keine erhöhte Expression der Gene erzielt werden. Lediglich bei der Expression von AtpyrHopt zeigte sich ein erhöhtes Niveau der Genregulation im Vergleich zu AtpyrH. Der Nachweis, dass die transgenen Arabidopsis thaliana-Pflanzen, welche eines der Halogenasegene exprimieren, in der Lage sind die Aminosäure an der entsprechenden Position (5, 6 oder 7) zu halogenieren konnte für alle stabil transformierten Gene erbracht werden. Zusätzlich gelang es, die Halogenase-Enzyme aus transgenen Pflanzen von AtpyrH und AtpyrHopt anzureichern und deren Funktionsfähigkeit in einem Enzym-Test nachzuweisen. Es konnten ebenfalls weitere chlorierte Intermediate detektiert werden, welche u. a. Vorläufermoleküle des Hormons IAA aber auch weiterer Substanzen wie z. B. Camalexin sind. Für Arabidopsis thaliana-Wildtyp konnte die Möglichkeit zur Bildung von Cl-IAA durch die Zugabe von chloriertem Tryptophan gezeigt werden. Die an der Biosynthese beteiligten Enzyme können das chlorierte Substrat verwenden und dem Stoffwechsel zuführen. Die Bildung der chlorierten Verbindungen erfolgte in den transgenen Arabidopsis thaliana-Pflanzen ohne eine zusätzliche Expression einer Flavin-Reduktase. Das für die Halogenierungsreaktion notwendige FADH2 kann durch die Pflanzen selbst zur Verfügung gestellt werden. Die unterschiedliche Regulation der Gene führte bei den transgenen Linien nicht zu phänotypischen Unterschieden. Sowohl die Entwicklung der Pflanzen, als auch die Anzahl und Größe der Rosettenblätter entspricht dem Wildtyp und ist durch die Bildung chlorierter Verbindungen nicht beeinflusst. In verschiedenen Tests wurde die erhöhte Bioaktivität sowohl von chloriertem Tryptophan als auch chlorierter IAA in in vitro Experimenten mit verschiedenen Pflanzen bestätigt. Chlorierte IAA hemmte zusätzlich dazu das Wachstum des Bakteriums Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000. In phytopathologischen Untersuchungen mit verschiedenen transgenen Pflanzen zeigte sich, dass Linien von AtthiHopt, AtprnA und AtprnAopt mitunter eine verbesserte Resistenz gegen bestimmte Pathogene aufweisen. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass die Bildung von chloriertem Tryptophan und chloriertem Indol-3-Acetonitril durch die heterologe Expression von Flavin-abhängigen Tryptophan-Halogenasen in Arabidopsis thaliana sowohl durch die ursprünglichen bakteriellen, als auch die optimierten Gene möglich ist.

The aim of this project has been to investigate whether there are correlations to be found between gut microbes and serum metabolites, which could be involved in the development of epilepsy. To do so, metabolomics data containing metabolites and metagenomics data containing bacteria have been integrated and used in a pipeline utilizing the software package DIABLO in R Studio. DIABLO stands for Data Integration Analysis for Biomarker discovery using Latent cOmponents and utilizes multi-block pls-da to integrate multiple omics data sets to find potential biomarkers. The results in this project are mainly divided into two groups, the first group being from taking samples at an early time point, where subjects have not yet developed symptoms of epilepsy and the second group being from taking samples at a late time point, where the subjects have developed epilepsy. To find biomarkers in the data used for the integration, two subgroups are of highest interest, namely subgroup PTE, which is the group that develops epilepsy symptoms after an induced trauma to the brain, as well as subgroup TBI which do not develop epilepsy symptoms after an induced trauma to the brain. Results from the early time point suggests that bacteria such as those from Phelethenecus, Christenselellales, Ventrimonas, Ruminococcaceae and Acetatifactor, as well as metabolites such as LPC 17:0, Indole and Indole-3-carboxyaldehyde might be of interest in finding biomarkers previous to the development of epilepsy after induced brain trauma.  Results from the late time point suggests that bacteria such as those from Muribaculaceae and Avidehalobacter, as well as metabolites such as Dioctyl sulfosuccinate, Canrenone, LPC 18:0, Uric acid, Arjunolic acid and Pseudouridine might be of interest in finding underlying mechanisms behind the existing condition of epilepsy. The hope is that findings in this paper might aid in future development of knowledge behind this disease as well as its underlying mechanisms.