Este estudo descreve a diversidade de actinobactérias isoladas da esponja marinha Aplysina fulva e o potencial destes microorganismos como produtores de metabólitos bioativos com propriedades fungicidas e herbicidas. Actinobactérias são prolíficas produtoras de compostos farmacologicamente importantes, pois cerca de 70% dos antibióticos naturalmente derivados que estão atualmente em uso clínico são produzidos por estes microorganismos. Entretanto este valor é ainda inexpressivo na indústria agrícola. Agroquímicos sintéticos ainda são dominantes no mercado apesar de estarem menos efetivos contra plantas daninhas e patógenos cada vez mais resistentes. Neste trabalho, um total de 21 actinobactérias foram isoladas com a utilização de meios seletivos. Análises filogenéticas baseadas no sequenciamento parcial do gene que codifica para o rRNA 16S mostrou que estes microorganismos pertencem a oito gêneros do filo Actinobacteria: Kocuria; Citricoccus; Terrabacter; Gordonia; Agrococcus; Tsukamurella; Brevibacterium e Streptomyces. Os extratos de todos os isolados foram testados para verificar a produção de metabólitos secundários com propriedades fungicidas contra os fungos fitopagênicos de importância agrícola: Pythium aphanidermatum; Phytophthora capsici e Magnaporthe grisea. O extrato bruto de 43% dos isolados mostrou atividade fungicida para ao menos um dos patógenos. O perfil químico do extrato dos isolados com bioatividade positiva foram similares mesmo entre gêneros diferentes. Os metabólitos do Streptomyces ASPSP 103 foram mais eficientes devido à forte inibição contra todos os patógenos testados. Portanto este isolado foi selecionado e testado para atividade herbicida por meio de screening que teve início com testes de atividade algicida contra a microalga Selenastrum capricornutum. Acreditamos que actinobactérias associadas a esponjas marinhas desempenham um papel de defesa química contra microalgas que possam obstruir os porócitos asfixiando o animal, e que estes compostos algicidas possivelmente tenham ação herbicida. Foi verificada atividade do extrato bruto do Streptomyces ASPSP 103 contra S. capricornutum, e a atividade herbicida pré-emergência com um efeito fraco em Lactuca sativa (dicotiledônea) e uma forte inibição em Agrostis stolonifera (monocotiledônea). A purificação do extrato bruto para isolamento do composto bioativo foi guiado por bioensaio contra Pythium aphanidermatum, um oomiceto de rápido crescimento e sensível aos metabólitos de ASPSP 103 previamente testados. Foi identificado o composto da classe butenolida com atividade herbicida préemergência contra Agrostis stolonifera (IC50 33.43 μg/mL). Este é o primeiro relato da atividade de butenolida para atividade herbicida. Estudos aprofundados em taxonomia mostraram que as características filogenéticas, morfológicas e químicas do isolado ASPSP 103 são consistentes com o gênero Streptomyces. Portanto devido algumas diferenças em parâmetros taxonômicos, ASPSP 103T foi proposto como linhagem tipo para uma nova espécie de Streptomyces, para qual o nome Streptomyces atlanticus sp. nov. foi sugerido. Estes resultados enfatizam o potencial de Streptomyces marinhos para produzir compostos bioativos com potencial de aplicação em agrobiotecnologia. / Actinobacteria are producers of important pharmacological compounds. About 70% of natural antibiotics are derived from these microorganisms. However, the use of natural compounds are still limited in the agricultural industry, even considering that synthetic pesticides are less effective against pathogens and weed plants. This study describes the diversity of actinobacteria associated with the marine sponge Aplysina fulva and their potential as producers of bioactive compounds with fungicidal and herbicidal properties. In this study, a total of 21 actinomycetes were isolated with the use of selective media. Phylogenetic analyzes based on partial sequencing of the gene encoding for 16S rRNA showed that these microorganisms belong to eight Actinobacteria genera, including Kocuria, Citricoccus, Terrabacter, Gordonia, Agrococcus, Tsukamurella, Brevibacterium and Streptomyces. The extracts of all isolates were tested for the production of secondary metabolites with fungicidal properties against the following phytopathogenic fungi: of Pythium aphanidermatum, Phytophthora capsici and Magnaporthe grisea. The crude extract of 43% of the isolates showed fungicidal activity for at least one of the pathogens. The chemical profiles of the actinobacteria extracts with positive bioactivity were similar even among different genus. The metabolites of Streptomyces ASPSP 103 were more efficient because of the strong inhibition against all tested pathogens. So, the isolate ASPSP 103 was selected and tested for herbicide activity through screening for algaecide activity towards microalgae Selenastrum capricornutum. We believe that actinobacteria associated with marine sponges play a role in chemical defense against algae that can obstruct the pores, choking the animal. These algaecides compounds possibly have herbicide action. Activity of the Streptomyces ASPSP 103 crude extract against S. capricornutum was observed. In addition, it was observed a weak pre-emergence herbicide activity on Lactuca sativa (dicot) and a strong inhibition in Agrostis stolonifera (monocot). The purification of the crude extract to isolate the bioactive compound was guided by bioassay against Pythium aphanidermatum, a fast growing oomycete and sensitive to metabolites from ASPSP 103 previously tested. The butenolide compound was identified with pre-emergence herbicidal activity against Agrostis stolonifera (IC50 33.43 μg/mL). This is the first report of butenolide activity with herbicide activity. Taxonomy studies showed that the phylogenetic, morphological and chemical characteristics of the isolated ASPSP 103 are consistent with the Streptomyces genus. Then, considering some differences in taxonomic parameters, ASPSP 103T was proposed as line type for a new species of Streptomyces, for which the name Streptomyces atlanticus sp. nov. was suggested. These results emphasize the potential of marine Streptomyces to produce bioactive compounds with potential biotechnological application in agricultural industry.

Na tentativa de reproduzir os benefícios ruminais dos ionóforos, pesquisadores exploram as propriedades antimicrobianas dos compostos secundários dos vegetais. Técnicas in vitro de produção de gás são amplamente utilizadas nas etapas iniciais de pesquisa. Óleos essenciais são compostos hidrofóbicos, sendo comum sua diluição com etanol em experimentos in vitro. Etanol é metabolizado no ambiente ruminal, havendo principalmente produção de acetato. No primeiro experimento, o objetivo foi avaliar o efeito de 10, 100 e 1000 µL de etanol em 75 mL de fluido ruminal tamponado, correspondendo a 0,13; 1,3 e 13,3 µL/mL, respectivamente. As inclusões de 100 e 1000 µL de etanol alteraram a fermentação ruminal in vitro. A dose de 10 µL não afetou a fermentação, exceto pela tendência (P < 0,10) de aumento na produção de gás ou na concentração de valerato ao se incubar feno ou dieta de alto concentrado, respectivamente. Sugere-se a utilização da menor dose possível de etanol (0,13 µL/mL). O segundo experimento trata do uso de brancos (frascos sem substrato, contendo somente inóculo ruminal e meio de incubação) em experimentos in vitro para se estimar as produções líquidas de gás e metano (CH4), assim como a degradação líquida da matéria orgânica incubada. Foi demonstrado que aditivos ruminais (monensina, carvarol, eugenol) afetaram a fermentação de frascos contendo substrato assim como dos brancos. Dessa forma, brancos específicos (brancos contendo aditivo) são necessários ao se avaliar aditivos ruminais sob condições in vitro. No terceiro experimento, incubações in vitro foram conduzidas para triar os efeitos de óleos essenciais sobre a fermentação ruminal. Foram selecionados os óleos essenciais de erva-baleeira (Cordia verbenacea), aroeira-vermelha (Schinus terebinthifolius; óleo extraído das folhas ou frutos), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), capim cidreira (Cymbopogon citratus), capim limão (Cymbopogon flexuosus) e citronela (Cymbopogon winterianum). Foram também incluídos os óleos resinóides de copaíba mari-mari (Copaifera reticulata), copaíba angelim (Copaifera multijuga), copaíba zoró (Copaifera langsdorfii) e copaíba vermelha (Copaifera langsdorfii). Os óleos de ervabaleeira, macela e as quatro óleoresinas de copaíba pouco alteraram a fermentação ruminal. Os outros óleos apresentaram claro efeito antimicrobiano, evidenciado pela queda na degradação de substrato. Os resultados mais promissores foram observados ao se incubar dieta de alto concentrado com inóculo adaptado a esta dieta. Os óleos essenciais que apresentaram os melhores resultados foram aroeira vermelha (folhas e frutos) e arnica. Sob a condição de alto concentrado, esses óleos aumentaram a concentração de propionato, reduziram a relação acetato:propionato e/ou diminuíram a produção de CH4. Os óleos essenciais de aroeira vermelha (extraídos das folhas e dos frutos) e arnica foram selecionados para subsequente avaliação in vivo. / In an attempt to reproduce the benefits of ionophores on rumen fermentation, researchers have been exploiting the antimicrobial properties of plant secondary metabolites. In vitro gas production techniques are widely used during the screening phase. Essential oils are hydrophobic compounds, being usual its dilution in ethanol for in vitro experiments. In the rumen environment, ethanol is metabolized mostly to acetate. In the first experiment, the objective was to evaluate the effects of 10, 100 and 1000 µL of ethanol in 75 mL of buffered rumen fluid, corresponding to 0.13, 1.3, and 13.3 µL/mL, respectively. Ethanol inclusions of 100 and 1000 µL affected in vitro rumen fermentation. The inclusion of 10 µL of ethanol had no effects on fermentation, except for the tendency (P < 0.10) of gas production increase or valerate increase when incubating hay or a high-concentrate diet, respectively. It is suggested that ethanol should be included at the lowest dose as possible, which corresponded to 10 µL (0.13 µL/mL) in our conditions. The second experiment dealt with the use of blanks (flasks without substrate, containing only inoculum and incubation medium) in in vitro experiments to estimate net production of gas and methane (CH4), as well as net degradation of organic matter incubated. It was demonstrated that rumen additives (monensin, carvacrol, eugenol) affected fermentation of flasks containing substrate and blanks. Thus, specific blanks (blanks containing additive) are necessary when rumen additives are evaluated in vitro. In the third experiment, in vitro incubations were conducted to screen the effects of essential oils on rumen fermentation. The selected essential oils were: cordia (Cordia verbenacea), Brazilian peppertree (Schinus terebinthifolius; extracted from leaves or fruits), macela (Achyrocline satureoides), guaco (Mikania glomerata), carqueja (Baccharis cylindrica), arnica (Lychnophora pinaster), West Indian lemongrass (Cymbopogon citratus), East Indian lemongrass (Cymbopogon flexuosus), and citronella (Cymbopogon winterianum). Oleoresins from copaiba mari-mari (Copaifera reticulata), copaiba angelim (Copaifera multijuga), copaiba zoro (Copaifera langsdorfii), and copaiba vermelha (Copaifera langsdorfii) were also included. The essential oils from cordia, macela and all copaiba oleoresins had little effect on in vitro rumen fermentation. The remaining essential oils showed a clear antimicrobial effect, mainly on truly degraded organic matter. The most promising results were obtained when using high-concentrate diet and inoculum from animals fed this same diet. The best results were observed for Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica essential oils. In the condition of high-concentrate diet, these oils increased propionate concentration, had lower acetate to propionate ratio, and/or reduced CH4 production. The essential oils from Brazilian peppertree (leaves and fruits) and arnica were selected for further in vivo evaluation.

Este estudo descreve a diversidade de actinobactérias isoladas da esponja marinha Aplysina fulva e o potencial destes microorganismos como produtores de metabólitos bioativos com propriedades fungicidas e herbicidas. Actinobactérias são prolíficas produtoras de compostos farmacologicamente importantes, pois cerca de 70% dos antibióticos naturalmente derivados que estão atualmente em uso clínico são produzidos por estes microorganismos. Entretanto este valor é ainda inexpressivo na indústria agrícola. Agroquímicos sintéticos ainda são dominantes no mercado apesar de estarem menos efetivos contra plantas daninhas e patógenos cada vez mais resistentes. Neste trabalho, um total de 21 actinobactérias foram isoladas com a utilização de meios seletivos. Análises filogenéticas baseadas no sequenciamento parcial do gene que codifica para o rRNA 16S mostrou que estes microorganismos pertencem a oito gêneros do filo Actinobacteria: Kocuria; Citricoccus; Terrabacter; Gordonia; Agrococcus; Tsukamurella; Brevibacterium e Streptomyces. Os extratos de todos os isolados foram testados para verificar a produção de metabólitos secundários com propriedades fungicidas contra os fungos fitopagênicos de importância agrícola: Pythium aphanidermatum; Phytophthora capsici e Magnaporthe grisea. O extrato bruto de 43% dos isolados mostrou atividade fungicida para ao menos um dos patógenos. O perfil químico do extrato dos isolados com bioatividade positiva foram similares mesmo entre gêneros diferentes. Os metabólitos do Streptomyces ASPSP 103 foram mais eficientes devido à forte inibição contra todos os patógenos testados. Portanto este isolado foi selecionado e testado para atividade herbicida por meio de screening que teve início com testes de atividade algicida contra a microalga Selenastrum capricornutum. Acreditamos que actinobactérias associadas a esponjas marinhas desempenham um papel de defesa química contra microalgas que possam obstruir os porócitos asfixiando o animal, e que estes compostos algicidas possivelmente tenham ação herbicida. Foi verificada atividade do extrato bruto do Streptomyces ASPSP 103 contra S. capricornutum, e a atividade herbicida pré-emergência com um efeito fraco em Lactuca sativa (dicotiledônea) e uma forte inibição em Agrostis stolonifera (monocotiledônea). A purificação do extrato bruto para isolamento do composto bioativo foi guiado por bioensaio contra Pythium aphanidermatum, um oomiceto de rápido crescimento e sensível aos metabólitos de ASPSP 103 previamente testados. Foi identificado o composto da classe butenolida com atividade herbicida préemergência contra Agrostis stolonifera (IC50 33.43 &mu;g/mL). Este é o primeiro relato da atividade de butenolida para atividade herbicida. Estudos aprofundados em taxonomia mostraram que as características filogenéticas, morfológicas e químicas do isolado ASPSP 103 são consistentes com o gênero Streptomyces. Portanto devido algumas diferenças em parâmetros taxonômicos, ASPSP 103T foi proposto como linhagem tipo para uma nova espécie de Streptomyces, para qual o nome Streptomyces atlanticus sp. nov. foi sugerido. Estes resultados enfatizam o potencial de Streptomyces marinhos para produzir compostos bioativos com potencial de aplicação em agrobiotecnologia. / Actinobacteria are producers of important pharmacological compounds. About 70% of natural antibiotics are derived from these microorganisms. However, the use of natural compounds are still limited in the agricultural industry, even considering that synthetic pesticides are less effective against pathogens and weed plants. This study describes the diversity of actinobacteria associated with the marine sponge Aplysina fulva and their potential as producers of bioactive compounds with fungicidal and herbicidal properties. In this study, a total of 21 actinomycetes were isolated with the use of selective media. Phylogenetic analyzes based on partial sequencing of the gene encoding for 16S rRNA showed that these microorganisms belong to eight Actinobacteria genera, including Kocuria, Citricoccus, Terrabacter, Gordonia, Agrococcus, Tsukamurella, Brevibacterium and Streptomyces. The extracts of all isolates were tested for the production of secondary metabolites with fungicidal properties against the following phytopathogenic fungi: of Pythium aphanidermatum, Phytophthora capsici and Magnaporthe grisea. The crude extract of 43% of the isolates showed fungicidal activity for at least one of the pathogens. The chemical profiles of the actinobacteria extracts with positive bioactivity were similar even among different genus. The metabolites of Streptomyces ASPSP 103 were more efficient because of the strong inhibition against all tested pathogens. So, the isolate ASPSP 103 was selected and tested for herbicide activity through screening for algaecide activity towards microalgae Selenastrum capricornutum. We believe that actinobacteria associated with marine sponges play a role in chemical defense against algae that can obstruct the pores, choking the animal. These algaecides compounds possibly have herbicide action. Activity of the Streptomyces ASPSP 103 crude extract against S. capricornutum was observed. In addition, it was observed a weak pre-emergence herbicide activity on Lactuca sativa (dicot) and a strong inhibition in Agrostis stolonifera (monocot). The purification of the crude extract to isolate the bioactive compound was guided by bioassay against Pythium aphanidermatum, a fast growing oomycete and sensitive to metabolites from ASPSP 103 previously tested. The butenolide compound was identified with pre-emergence herbicidal activity against Agrostis stolonifera (IC50 33.43 &mu;g/mL). This is the first report of butenolide activity with herbicide activity. Taxonomy studies showed that the phylogenetic, morphological and chemical characteristics of the isolated ASPSP 103 are consistent with the Streptomyces genus. Then, considering some differences in taxonomic parameters, ASPSP 103T was proposed as line type for a new species of Streptomyces, for which the name Streptomyces atlanticus sp. nov. was suggested. These results emphasize the potential of marine Streptomyces to produce bioactive compounds with potential biotechnological application in agricultural industry.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da sinvastatina, isolada e associada ao &#945;-tocoferol e à L-arginina, sobre os inibidores endógenos da óxido nítrico sintase, os metabólitos do óxido nítrico e tióis, em pacientes hipercolesterolêmicos. Analisou-se um grupo de 16 pacientes hipercolesterolêmicos que seguiram o seguinte protocolo: período de washout (sem medicação), 1 mês; sinvastatina (20mg/dia), 2 meses; sinvastatina (20mg/dia) + &#945;-tocoferol (400U/dia), 2 meses; sinvastatina (20mg/dia, washout), 1 mês; sinvastatina (20mg/dia) + L-arginina (7g/dia), 2 meses. A sinvastatina reduziu significativamente as concentrações do colesterol total e LDL-colesterol e a razão LDL-colesterol/HDL-colesterol. O tratamento com sinvastatina, isolada e associada ao &#945;-tocoferol, promoveu diminuição nas concentrações de S-nitrosotióis. A L-arginina associada à sinvastatina, aumentou os níveis de colesterol total quando comparada com a sinvastatina isoladamente. As concentrações plasmáticas de &#945;-tocoferol e L-arginina não aumentaram em decorrência da suplementação, devido à grande dispersão dos dados obtidos, embora as medianas das concentrações plasmáticas de Larginina e &#945;-tocoferol tenham sido mais elevadas após as suplementações. O tratamento com sinvastatina, isolada ou associada à L-arginina e ao &#945;-tocoferol, não alterou as concentrações dos inibidores endógenos da óxido nítrico sintase (ADMA e SDMA), dos metabólitos do óxido nítrico, da nitrotirosina total e dos tióis analisados. / The aim of this study was to evaluate the effect of sinvastatin, isolated and associated to &#945;-tocopherol and to L-arginine, on the endogenous inhibitors of nitric oxide synthase, on nitric oxide metabolytes and thiols, in hypercholesterolemic patients. A group of 16 hypercholesterolemic patients were analysed, acconting to the protocol: a washout period (without medication) of 1 month, sinvastatin (20 mg/day) for 2 months; sinvastatin (20 mg/day) + &#945;-tocopherol (400U/day) for 2 months; sinvastatin (20 mg/day) for 1 months (washout period), sinvastatin (20 mg/day) + L-arginine (7g/day) for 2 months. Sinvastatin significantly reduced the concentrations of total cholesterol and LDL-cholesterol, as well as the LDL-cholesterol/HDLcholesterol ratio. The treatment with sinvastatina, alone and associate to &#945;-tocoferol, resulted in a reduction of RSNO concentration. The L-arginine associated with sinvastatin, increase the level of total cholesterol as compared with simvastatin alone. The plasma concentrations of a-tocopherol and Larginine did not increase following supplementation due to the large dispersion of the data obtained, even though the median plasma concentrations of L-arginine and a-tocopherol were elevated after supplementation. Treatment with simvastatin, alone or associated to L-arginine and a-tocopherol did not alter the concentrations of the endogenous inhibitors of nitric oxide synthase (ADMA and SDMA), or that of nitric oxide metabolytes, total nitrotyrosine or the thiols analysed.

A biodiversidade brasileira é conhecida devido a sua riqueza de espécies, sendo considerada uma fonte promissora de produtos naturais. Dentre as plantas vasculares, a família Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) é considerada uma das maiores, apresentando distribuição em todas as regiões tropicais e temperadas do mundo. A família Solanaceae apresenta alta diversidade de espécies de importância econômica como fonte de alimentos, propriedades medicinais e ornamentais. Plantas desta família são fontes de metabólitos secundários de diversas classes químicas com as mais diversas aplicações. Fungos fitopatogênicos são responsáveis por causar diversas doenças e consideráveis perdas na agricultura. O controle das doenças é realizado através de métodos químicos, físicos e biológicos, porém o uso excessivo e ininterrupto de produtos químicos pode resultar na seleção de micro-organismos resistentes. Além disto, muitos fungicidas apresentam toxicidade alta e a sua utilização indiscriminada pode causar efeitos indesejáveis sobre outros organismos no ambiente. O objetivo deste estudo é explorar o potencial biológico e químico de metabólitos secundários produzidos por plantas da família Solanaceae com potencial fungitóxico a fitopatógenos. Foram selecionadas 15 espécies de plantas da família Solanaceae que tiveram os extratos de suas folhas avaliados em ensaios biológicos in vitro sobre o crescimento micelial de 6 fitopatógenos de importância na agricultura. Dentre estas, três foram selecionadas para uma investigação mais aprofundada, as espécies Solanum americanum, Acnistus arborescens e Physalis peruviana. No estudo da planta S. americanum, foram identificados compostos bioativos pertencentes à classe dos glicoalcalóides, que inibiram o crescimento micelial do fitopatógeno Moniliophthora perniciosa. No estudo de A. arborescens foi identificado a presença de um composto ativo pertencente à classe dos vitanolidos, provavelmente o 7&beta;-acetoxivitanolido D, e sua ação antifúngica está sendo relatada pela primeira vez. No estudo da planta P. peruviana a fração semipura bioativa indicou a presença de um composto pertencente à classe dos vitanolidos. Esses resultados evidenciaram que os compostos presentes nas plantas, apresentam bioatividade que inibem o crescimento micelial dos fungos fitopatogênicos Moniliophthora perniciosa e Phytophthora cinnamomi, podendo ser uma nova opção coadjuvante no controle de fitopatógenos. / The Brazilian biodiversity is known due to its richness of species, and is considered a promising source of natural products. Among the vascular plants, the family Solanaceae A. Juss. (Solanaceae) is considered one of the largest, with distribution in all tropical and temperate regions of the world. The Solanaceae family has a high diversity of species of economic importance as a source of food, medicinal and ornamental properties. Plants of this family are sources of secondary metabolites from different chemical classes with many different applications. Plant fungi are responsible for causing various diseases and considerable losses in agriculture. The disease control is accomplished through chemical, physical and biological methods, but the excessive and continuous use of chemical products, may result in selection of resistant micro-organisms, in addition, many fungicides have a high toxicity and its indiscriminate use can cause undesirable effects on other organisms in the environment. The objective of this study is to explore the biological and chemical potential of secondary metabolites produced by plants of the Solanaceae family with potential fungitoxic the pathogens. We selected 15 species of Solanaceae plants that had the extracts of its leaves evaluated in vitro biological assays on the mycelial growth of 6 plant pathogens of importance in agriculture. Among these, three were selected for further investigation, the species Solanum americanum, Physalis peruviana and Acnistus arborescens. In the study of plant S. americanum, it was identified bioactive compounds belonging to the class of glycoalkaloids that inhibited the mycelial growth of the pathogen M. perniciosa. In the study of A. arborescens it was identified the presence of the active compound belonging to the class of withanolides, probably the 7&beta;-acetoxywithanolide D, and its antifungal activity is being reported for the first time. In the study of plant P. peruviana semipure bioactive fraction indicated the presence of the compound belonging to the class of withanolides. These results showed that the compounds present in plants, have bioactivity that inhibit the mycelial growth of pathogenic fungi M. perniciosa and P. cinnamomi and may be a new option in the adjuvant control pathogens.

El control d'herbicides i altres anàlits orgànics presents en el medi ambient constitueix una pràctica habitual en els laboratoris des de l'establiment de legislacions que limiten la seva concentració. Per aquesta raó, cal el desenvolupament de noves metodologies analítiques per al seguiment de compostos orgànics en el medi. Molt sovint aquests anàlits es troben a nivells traça en aigües i sòls, conjuntament amb un alt contingut de substàncies húmiques i fúlviques. Així, un dels reptes existents és el tractament de la mostra (extracció, concentració i "clean-up" d'aquests anàlits per a una bona quantificació). Aquests processos han de venir complementats per tècniques cromatogràfiques que permetin la mesura final dels anàlits.La investigació que es presenta en aquesta tesi es centra en el desenvolupament d'un mètode per a la determinació de 2,4-D i MCPA i els seus metabòlits fenòlics i d'un altre per a la determinació de cafeïna. El primer dels procediments desenvolupats s'ha aplicat al seguiment dels herbicides i els metabòlits fenòlics en sòls d'un camp de golf, mentre que el segon s'ha emprat per a la determinació de cafeïna en aigües naturals i, posteriorment, en aigües residuals. / The control of herbicides and other organic pollutants present in the environment has become a routine practise in many laboratories since the establishment of legislations that indicates the maximum allowed levels for these compounds. For this reason, it is necessary to develop new analytical methodologies for the monitoring of organic compounds in the environment. These analytes are often found at trace levels in waters and soils, with a high humic and fulvic organic matter content associated. One of the most important challenges in this field is the sample treatment (i.e. extraction, concentration and clean-up of the compounds to obtain a correct quantification). These procedures have to be coupled to chromatographic techniques to allow the determination of the compounds. This study is devoted to the development of a method for the determination of 2,4-D, MCPA and their phenolic metabolites and another method for the determination of caffeine. The first method has been applied for the monitoring of the herbicides and their metabolites in soils from a golf course; the second has been applied to the determination of caffeine in natural and urban wastewaters.

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Com isso, a busca por novas fontes de substâncias bioativas tem se intensificado, com destaque para estudos realizados com organismos e micro-organismos marinhos. As algas vermelhas marinhas (Rhodophyta) são as principais produtoras de metabólitos secundários biologicamente ativos dentre as algas e produzem principalmente substâncias halogenadas. Dentre os micro-organismos, podemos destacar os fungos endofíticos de algas marinhas, pois apresentam alta diversidade de espécies e diversidade estrutural dos metabólitos secundários, os quais têm mostrado potencial antitumoral, antimicrobiano e antifúngico. Sendo assim, este trabalho teve como objetivo explorar o potencial das algas vermelhas Asparagopsis taxiformis (estágio Falkenbergia) e Pyropia spiralis, bem como de seus fungos endofíticos, como fontes de substâncias bioativas. O estudo de A. taxiformis e de P. spiralis levou à identificação de dezesseis substâncias por CG-EM, como os ácidos eicosapentaenóico e araquidônico, além de nucleosídeos, como a uridina e a timidina, obtidos de A. taxiformis, e a uridina e a inosina, obtidas de P. spiralis. Os extratos brutos e frações das algas estudadas foram avaliados frente ao fungo fitopatogênico Cladosporium sphaerospermum, frente à enzima acetilcolinesterase e frente a linhagens tumorais de carcinoma de ovário (OVCAR-8), adenocarcinoma de cólon humano (HCT-116) e glioblastoma - humano (SF-295), sendo que os mesmos não apresentaram atividades antifúngica e anticolinesterásica significativas e apenas as frações hexânicas e butanólicas de ambas as algas apresentaram atividade citotóxica moderada frente à linhagem SF-295. Em relação ao estudo dos micro-organismos associados às algas, foi possível isolar sete linhagens de fungos endofíticos da alga A. taxiformis e três linhagens de P. spiralis, que foram cultivadas em meio de batata e dextrose (MBD) preparado com água do mar ou água ultra pura. Após o período de incubação, foram obtidos os extratos brutos em acetato de etila, que foram avaliados quanto ao perfil químico por CLAE e RMN, e perfil biológico por meio dos bioensaios in vitro. Após a prospecção inicial, Nemania bipapillata (AT-05), Sarocladium strictum (PS-01), Annulohypoxylon stygium (AT-03) e Hypoxylon sp. (AT-06) foram selecionados para investigação. O estudo de N. bipapillata, cultivado em água do mar e MBD, levou ao isolamento da dicetopiperazina ciclo(Pro-Tir), tirosol e das isocumarinas, (3R)-5-hidroximetil-meleína e (3R)-5-carbóxi-meleína. Ao cultivar essa linhagem fúngica em água ultra pura e MDB, foram isolados dois norsesquiterpenos e três sesquiterpenos do tipo botriano inéditos na literatura e um conhecido, 4β-acetoxi-9β,10β,15α-triidroxiprobotridial. A análise do extrato bruto de S. strictum, cultivado em água ultra pura e MDB, levou à identificação em mistura de duas dicetopiperazinas e ao isolamento da isoflavona daidzeína e de seis ftalatos naturais, dos quais dois ainda não foram descritos na literatura e nem sintetizados. A. stygium e Hypoxylon sp. foram cultivados em água do mar e MDB, sendo que A. stygium forneceu o pirogalol, que apresentou atividade contra Escherichia coli e Staphylococcus aureus resistente a meticilina, além do tirosol e (˗)-(3R,4R)-3,4,5-triidróxi-tetralona, enquanto Hypoxylon sp. forneceu (3R)-scytalona, (3R,4R)-4-hidróxi-scytalona e daidzeína. Portanto, esses resultados ressaltam a importância da investigação dos organismos marinhos, bem como de seus micro-organismos associados, e contribuem para o conhecimento da quimiodiversidade de organismos de origem marinha da costa brasileira, ainda sub-explorada do ponto de vista químico. / Natural Products have a major role in the discovery and development of new drugs used for diseases treatments. Thus, the search for new sources of bioactive compounds has been intensified and studies have increasingly focused on marine organisms and microorganisms. Marine red algae (Rhodophyta) are the major producers of biologically active secondary metabolites among algae, and biosynthesize mainly halogenated compounds. Among microorganisms, we highlight endophytic fungi from marine algae, as they present marked species diversity as well as structural diversity of secondary metabolites. Such metabolites have shown interesting potential as antitumor, antimicrobial and antifungal agents. Therefore, this project aimed to explore the potential of red algae Asparagopsis taxiformis (Falkenbergia stage) and Pyropia spiralis and their endophytic fungi, as novel sources of bioactive compounds. The study of A. taxiformis and P. spiralis led to identification of sixteen compounds by GC-MS, as eicosapentaenoic and arachidonic acids, in addition to nucleosides uridine and thymidine, obtained from A. taxiformis, and uridine and inosine, obtained from P. spiralis. The crude extracts and fractions from the studied algae were evaluated against phytopathogenic fungus Cladosporium sphaerospermum, against acetylcholinesterase enzyme and against tumor cell lines of ovarian carcinoma (OVCAR-8), human colon adenocarcinoma (HCT-116) and human glioblastoma (SF-295). No significant antifungal or acetylcholinesterase activities were observed, whereas the hexane and butanol fractions from both algae showed moderate cytotoxicity against SF-295 cell line. As for the study on the microorganisms associated to algae, seven endophytic fungi strains were isolated from A. taxiformis and three strains from P. spiralis, which were cultivated in potato dextrose broth (PDB) prepared with either sea water or ultra pure water. After incubation, the ethyl acetate crude extracts were obtained and evaluated for their chemical and biological profiles, by HPLC, NMR and in vitro bioassays, respectively. After the preliminary prospection, Nemania bipapillata (AT-05), Sarocladium strictum (PS-01), Annulohypoxylon stygium (AT-03) and Hypoxylon sp. (AT-06) were selected for further investigation. The study of N. bipapillata, cultivated in sea water and PDB, led to isolation of diketopiperazine cyclo(Pro-Tyr), tyrosol and isocoumarins, (3R)-5-hydroxymethylmellein and (3R)-5-carboxymellein. Cultivation of this fungal strain in ultra pure water and PDB afforded two botryane-type norsesquiterpenes and three sesquiterpenes, unprecedent compounds in the literature and one known, 4β-acetoxy-9β,10β,15α-trihydroxyprobotrydial. Analysis of the crude extract from S. strictum, cultivated in ultra pure water and PDB, afforded a mixture of two diketopiperazines, in addition to isoflavone daidzein and six natural phthalates, including two novel ones which had been neither described in the literature nor synthesized. A. stygium and Hypoxylon sp. were cultivated in sea water and PDB, and A. stygium afforded pyrogallol, which was active against Escherichia coli and methicilin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), in addition to tyrosol and (˗)-(3R,4R)-3,4,5-trihydroxy-1-tetralone. Hypoxylon sp. afforded (3R)-scytalone, (3R,4R)-4-hydroxy-scytalone and daidzein. Such results highlight the importance of research on marine organisms and their associated microorganisms, and contribute to the knowledge of chemodiversity of marine organisms from the still chemically underexplored Brazilian coast.

Foram isoladas de Piper scutifolium e P. corcovadensis seis amidas, incluindo a piperovatina, piperlonguminina, isopiperlonguminina e corcovadina, duas inéditas (scutifoliamida A e scutifoliamida B), além de duas aristolactamas (piperolactama C e stigmalactama). A partir de P. tuberculatum foram isoladas as amidas piplartina e pelitorina e os ésteres (E)-3,4,5-trimetoxicinamato de etila (11) e 3,4,5- trimetoxidiidrocinamato de etila (12), esse último obtido pela primeira vez de origem natural. Em função da atividade biológica apresentada pelas amidas isoladas, foram sintetizadas 5-fenil-pentadienamidas e 3-cinamamidas com diferentes substituintes nos anéis aromáticos e na porção amídica. Os extratos, produtos naturais isolados e sintéticos foram submetidos a ensaios de atividade antifúngica frente Cladosporium cladosporioides e C. sphaerospermum, antimicrobiana frente à Candida albicans, C. krusei, C. parapsilosis e Cryptococcus neoformans, inibidora de acetilcolinesterase, carrapaticida frente à Boophilus microplus e citotóxica frente a linhagens tumorais humanas. Para a atividade antifúngica contra C. cladosporioides e C. sphaerospermum foi constatada maior atividade para as N-isobutil e N-pentilamidas sem substituintes no anel aromático. As N-isobutilamidas foram mais ativas como inibidores de acetilcolinesterase; contra B. microplus grande atividade foi apresentada por piperovatina, e os ensaios de citotoxicidade indicaram que o grupo 5,6-dihidropiridin- 2(1H)-ona é fundamental para a atividade. As plântulas de P. corcovadensis apresentaram em sua composição predominantemente piperovatina e assim foram utilizadas para estudos com incorporação de acetato de sódio-[1-14C] e L-fenilalanina - [U-14C] na mesma. As plântulas e calos obtidos para P. scutifolium não apresentaram produção significativa de metabólitos secundários. O estudo do metabolismo fenilpropanoídico de P. regnellii resultou no isolamento parcial da enzima responsável pela conversão de conocarpano em eupomatenóide-6. / Six amides were isolated from Piper scutifolium and P. corcovadensis including piperovatine, piperlonguminine, isopiperlonguminine and corcovadine, the new scutifoliamide A and scutifoliamide B and also two aristolactams (piperolactam C and stigmalactam). From P. tuberculatum the amides piplartine and pellitorine and two esters, ethyl (E)-3,4,5-trimethoxycinnamate (11) and ethyl 3,4,5- trimethoxydihydrocinnamate (12) were isolated, this last one obtained for the first time from natural sources. Due to the biological activity observed for the natural amides, 5- phenyl-pentadienamides and 3-cinnamamides having different substituents in the aromatic ring and amide moietis were synthesized. Extracts, isolated and synthetic compounds were assayed against Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, Candida albicans, C. krusei, C. parapsilosis and Cryptococcus neoformans, inhibitory of acetylcholinesterase, against the tick Boophilus microplus and citotoxic against human cell lines. A higher activity was observed against C. cladosporioides and C. sphaerospermum for N-isobutylamides and N-pentylamides having no substituents in the aromatic ring. N-isobutylamides were very active inhibitors of acetylcholinesterase; piperovatin was the most active against B. microplus and 5,6-dihydropyridin-2(1H)-one moiety was essential as the citotoxicity is concerned. Plantlets of P. corcovadensis contained piperovatine as major compound and thus were used as model for incorporation of sodium acetate-[1-14C] and L-phenylalanine-[U-14C]. The production of secondary metabolites in plantlets and callus of P. scutifolium was not significant. The studies of phenylpropanoid metabolism in P. regnellii was addressed to partial purification and characterization of the enzyme involved in the conversion of conocarpan to eupomatenoid-6.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3024.pdf: 4531108 bytes, checksum: 1e95a8ef5ff0d05c05375d174d890b9e (MD5) Previous issue date: 2010-04-22 / Universidade Federal de Minas Gerais / Fungi are known as one of the most promising sources of unprecedent bioactive compounds, however, marine derived fungi are still very poorly studied. These microorganisms present high percentages of active metabolites and they are commonly isolated from marine invertebrates. At this study, the associated microbiota of the marine sponge Dragmacidon reticulatum was investigated in order to know the microbial diversity and explore the biotechnological potential of those strains for the production of bioactive secondary metabolites. Fragments from D. reticulatum were incubated on Petri dishes with different growth media. Forty five strains were isolated, although only 40 presented satisfactory growth for the preservation and production of extracts. From these, 32 strains were analysed for their genetic polymorphism through the ARDRA method that showed 24 different ribotypes. Extracts produced from the growing media of the 40 strains were evaluated for their cytotoxic and/or antimicrobial activity. From those, 22 presented biological activities in at least one of the bioassays, and had their chemical profiles evaluated in HPLC-UV-MS. Considering only the different ribotypes, 20 strains were selected by the biological activity of their extracts and were submitted to molecular identification. These isolates were attributed to the Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Myrmecridium, Microphaeropsis, Sporidesmium and Westerdykella genera. One strain was identified as actinobacteria from the Streptomyces sp. genus, and had its extract investigated, because the marine derived actinobacteria are also potential sources of bioactive compounds. The isolation of the unprecedented compounds _,_-dehydrocurvularin, the I-6, O-2 and JKL-4, produced by the fungus Penicillium decaturense, demonstrated the effectiveness of the screening procedures used in strain selection as producers of metabolites of biotechnical interest, and the need of more studies with this strain and the other strains selected in this study (Streptomyces sp., Westerdykella sp. and Sporidesmium sp.). The results confirmed the biotechnological potential presented by marine derived fungi. / Os fungos são conhecidos como uma das fontes mais promissoras de compostos bioativos inéditos, no entanto, fungos derivados do ambiente marinho ainda são pouco estudados. Estes microrganismos apresentam altas porcentagens de metabólitos ativos e são comumente isolados de invertebrados marinhos. No presente estudo, a esponja marinha Dragmacidon reticulatum foi selecionada para ter sua microbiota associada investigada, de maneira a conhecer a diversidade de microrganismos associados a esta esponja e explorar o potencial biotecnológico destas linhagens para a produção de metabólitos secundários bioativos. Fragmentos da esponja D. reticulatum foram incubados em placas de Petri contendo diferentes meios de crescimento. Foram isoladas 45 linhagens, das quais 40 apresentaram crescimento satisfatório para preservação e produção de extratos. Destas, 32 foram avaliadas quanto ao seu polimorfismo genético por meio do método ARDRA. Os resultados da avaliação da diversidade genética permitiram identificar 24 ribotipos distintos das linhagens microbianas isoladas. Extratos produzidos a partir do cultivo das 40 linhagens isoladas foram avaliados quanto à sua atividade citotóxica e/ou antimicrobiana. Destes, 22 apresentaram atividade biológica em pelo menos um dos bioensaios, e tiveram seu perfil químico avaliados em CLAE-UV-EM. Considerando apenas os ribotipos distintos, 20 linhagens foram selecionadas pela atividade biológica de seus extratos e foram submetidas à identificação molecular. Estes isolados foram atribuídos aos gêneros Aspergillus, Penicillium, Cladosporium, Myrmecridium, Microphaeropsis, Sporidesmium e Westerdykella. Uma das linhagens foi identificada como uma actinobactéria do gênero Streptomyces sp., e teve seu extrato investigado, pois actinobactérias derivadas do ambiente marinho também são fontes potenciais de compostos bioativos. O isolamento da _,_- dehidrocurvularina e dos compostos I-6, O-2 e JKL-4 inéditos na literatura, a partir do fungo Penicillium decaturense, evidenciou a efetividade da seleção das linhagens como produtoras de metabólitos de interesse biotecnológico e a necessidade de continuidade dos estudos deste isolado e das outras linhagens selecionadas neste estudo (Streptomyces sp., Westerdykella sp. e Sporidesmium sp.). Os resultados confirmam o potencial biotecnológico apresentado por fungos derivados do ambiente marinho.

CNPq / Florações de cianobactérias em reservatórios de abastecimento de água têm ocorrido com uma frequência cada vez maior, causando diversos problemas de ordem operacional nos sistemas de tratamento de água em decorrência da elevada densidade de células, além de preocupações quanto à eficiência do tratamento na remoção de metabólitos como cianotoxinas e compostos odoríferos. Este trabalho teve por objetivo avaliar a aplicabilidade da Moringa oleifera Lam pura e associada ao policloreto de alumínio (PACl) na remoção de células de Microcystis aeruginosa, microcistinas, 2-MIB e geosmina por meio de flotação por ar dissolvido e filtração rápida, utilizando carvão ativado granular. Primeiramente, os sais NaCl e CaCl2 foram avaliados para a extração do coagulante de M. oleifera. As amostras consistiram em água sintética adicionada de ácido húmico e células de M. aeruginosa para valores iniciais de 25 uT. O coagulante obtido com 1M CaCl2 de M. oleifera apresentou maior eficiência de remoção de cor, turbidez e número de células, sendo, para ele, indicada como ideal a dose de 50 mg L-1. É indicado que o CaCl2 não permite uma maior eficiência de extração do coagulante, mas sim que participe na formação dos flocos. A partir desses resultados, considerou-se a substituição de 10 a 50% do coagulante salino por PACl. O conjunto de coagulantes em proporções de 70:30 e 60:40 de M. oleifera e PACl permitiram uma melhoria na eficiência de remoção de células e redução do carbono orgânico residual. Finalmente, para essas proporções, foi avaliada a contribuição do uso de carvão ativado granular (CAG) como camada intermediária de filtro de areia visando à remoção de microcistinas, 2-MIB e geosmina. As amostras foram adicionadas de 50 ng L-1 de 2-MIB e geosmina, e 25 μg L-1 de microcistina-LR equivalente, antes dos ensaios. O uso do filtro com camada intermediária de CAG para o conjunto de coagulantes na proporção 70:30 (M.oleifera:PACl) resultou em eficiências globais acima de 95% para a remoção de cor, turbidez, células de M. aeruginosa, microcistinas e geosmina, e de 51 a 75% de remoção de 2-MIB e carbono orgânico dissolvido. Deste modo, o uso de M. oleifera como clarificante de águas com a substituição de 30% por PACl pode reduzir gastos com reagentes por parte de alguns países que hoje importam seu material para clarificação da água, e a adição de CAG no filtro de areia poderia reduzir custos e espaço com a instalação de mais de uma etapa para a remoção de metabólitos. Assim, este conjunto é indicado como uma alternativa de tratamento convencional de água, devido à sua capacidade de remoção de células e metabólitos, além da manutenção de cor, turbidez e microcistinas abaixo dos níveis estipulados para água de consumo. / Nutrient inputs leads to more frequent algal blooms in water supply reservoir which causes operational problems in water treatment plants due to high density of cells, aside from complications induced by its capacity of production of cyanotoxins and taste and odour compounds. The present study had as purpose an evaluation of the applicability of Moringa oleifera Lam as a coagulant with and without polyaluminium chloride (PACl) in the removal of Microcystis aeruginosa cells, microcystins, 2-MIB and geosmin using dissolved air flotation and filtration, using granulated activated carbon (GAC). First, NaCl and CaCl2 salts were studied for extraction of the coagulant. Samples were obtained by the addition of humic acid and M. aeruginosa cells in synthetic water in order to obtain 25 NTU. Coagulant obtained with 1M CaCl2 showed a better performance for color, turbidity and cells removal, being indicated 50 mg L-1 dosage. CaCl2 would not extract better the active component of M. oleifera seeds, but participate on flocs formation. Based on this, PACl addition was evaluated and added in the ranges of 10 to 50% substitution of the saline coagulant. 70:30 and 60:40 proportions of M.oleifera:PACl were indicated in order to to remove turbidity, color and cells. Finally, the use of GAC as an intermediate layer in rapid sand filtration bed was evaluated as a function of microcystins, 2-mib and geosmine retention capacity. Cited proportions were followed by filtration, added of 2-MIB and geosmin 50 ng L-1 as well as 25 μg L-1 of microcystin-LR equivalent before tests. A 70:30 (M.oleifera:PACl) proportion followed by rapid sand filtration combined with GAC led to removal efficiencies above 95% for color, turbidity, M. aeruginosa cells, geosmin and microcystins, and 51 to 75% efficiencies for 2-MIB and dissolved organic carbon. Hence, M. oleifera usage as water coagulant with 30% of PACl can reduce costs for some countries, and the addition of a GAC layer on a sand filter can reduce cost and space in water treatment plants. This process is indicated as an alternative conventional treatment for the removal of cyanobacteria cells and metabolites, besides its capacity to maintain turbidity, color and microcystins below the stipulated levels for water consumption.