Made available in DSpace on 2016-06-02T19:02:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2846.pdf: 2305406 bytes, checksum: bdcfa4a73d44c510ec83c2cb9347cfaf (MD5) Previous issue date: 2009-12-11 / The need for new and useful compounds to provide assistance and relief in all aspects of human condition is ever-growing. Drug resistance in bacteria, the appearance of life-threatening viruses, and the increase in the incidence of fungal infections in the world s population all underscore our inadequacy to cope with these medical problems. Endophytic microorganisms that colonize internal tissues of plants without causing any negative effects are relatively unstudied as potential sources of novel natural products for medical and commercial exploitation. The Streptomycetes provide nearly 80% of all the world s antibiotics produced. The aim of this work was to investigate the Brazilian tropical savannah tree Solanum lycocarpum St. Hill (Lobeira) in São Carlos, in order to isolate the endophytic microorganisms associated with the plant, separating and purifying the bioactives substances produced by the endophytic microorganism. The bioactivity of S. tubercidicus against pathogenic microorganisms was analyzed. The obtained results point out the antagonistic potential of the endophytic isolated against microorganisms of interest in Public Health. The brute extract fresh produced by S. tubercidicus RND-C it presented antimicrobial potential maximum of 200 UA.mL-1 against Escherichia coli ATCC 25922 and Staphylococcus aureus ATCC 25923 after 48 h of cultivation; The bioactive substances produced by S. tubercidicus were submitted to different thermal and enzymatic treatments and pH variation to be determined the nature of the bioactive compounds. After it being submitted to enzymatic treatment with amylase and pepsin, the concentrated extract stayed bioactive, suggesting the lipidic and no-prothein nature of the bioactive substances. Already the active compounds against E. coli suggests the presence of a substance of glycidic and lipidic nature, due to resistance to the action of the enzyme invertase and lipase, respectively, suggesting that the substances contained in the brute extract of S. tubercidicus RND-C against E.coli can be a ´glycolipid. The concentrated extract stayed active biologically when exposed to lower (-20 and -80 ºC) and high (100 and 121 ºC) temperatures, suggesting that the bioactive compounds produced are not subject to spontaneous degradation. The extract stayed active against E. coli in acidity conditions (pH, 2,0 - 5,0) and it also presented bioactivity in pH 7,0 and 8,0. In conditions of high alkalinity (pH 9,0) bioactivity was not detected. Already against S. aureus, the extract stayed assets in the strip of pH 7,0. In conditions of acidity and alkalinity the bioactive substances produced by S. tubercidicus were inactivated. The molar mass of the substances was esteemed in minor than 3,0KDa. The bioactive molecules contained in the concentrated extract produced by S. tubercidicus RNC-C were purified and separated by bio monitoring analyzes, suggesting the presence of two different substances. The evaluation of the separation using a hight performance liquid chromatography (HPLC), suggests the existence of two different substances produced by S. tubercidicus, one being active against S. aureus and the other one active against E.coli and S. aureus. In the separation by using reverse-phase chromatography (Sep-Pak), were obtained four fractions (St. 1, St. 2, St. 3 and St. 4). The fractions St. 2 and St. 4 presented antimicrobial activity against bacteria and they were purified separately by Sephadex LH-20 Gel permeation chromatography obtaining the fractions St. 2-A; St. 2- B; St. 4-A and St. 4-B. The fractions St. 2-B was activity against S. aureus. Already the fractions St. 4-B was activity against S. aureus and E. coli. These results suggest the presence of two different substances. This work intends to contribute for understanding the interactions of endophitic and plants besides opening new perspectives on the biotechnological potential of the endophitics microorganisms of plants. The investigation of new composed assets biologically starting from microorganisms brings important contributions for the discovery of new drugs. / O aumento da incidência de doenças bacterianas, virais e fúngicas enfatiza a necessidade de investigar a produção microbiana de novos compostos bioativos. Microrganismos endofíticos que colonizam tecidos internos de plantas são relativamente pouco estudados como fontes potenciais de novos produtos naturais para a exploração médica e comercial. O gênero Streptomyces tem grande importância industrial devido à capacidade de produzir muitos metabólitos secundários, respondendo por 80% dos antibióticos utilizados atualmente. Com base neste contexto, o objetivo deste trabalho foi isolar Streptomyces spp., endofítico de plantas do Cerrado, da região de São Carlos, SP, separando e purificando as substâncias bioativas produzidas pelo isolado. O endofítico Streptomyces tubercidicus foi isolado de Solanum lycocarpum St. Hill (Lobeira) relatando, pela primeira vez, o endofitismo da bactéria isolada a partir de vegetação de Cerrado de São Carlos. A bioatividade de S. tubercidicus foi avaliada e os resultados obtidos ressaltam o potencial antagônico do endofítico isolado contra microrganismos de interesse em Saúde Pública, se constituindo em uma fonte promissora para a pesquisa de novos compostos bioativos. O extrato bruto fresco produzido por S. tubercidicus RND-C apresentou potencial antimicrobiano máximo de 200 UA.mL-1 contra Escherichia coli ATCC 25922 e Staphylococcus aureus ATCC 25923 após 48 h de cultivo; As substâncias bioativas produzidas por S. tubercidicus foram submetidas a diferentes tratamentos térmicos, enzimáticos e variação de pH para determinação da natureza dos compostos bioativos. Após ter sido submetido a tratamento enzimático com amilase e pepsina, o extrato concentrado manteve-se bioativo, sugerindo a natureza lipídica e nãoproteinácea das substâncias bioativas. Já o composto ativo contra E. coli sugere a presença de substância de natureza glicídica e lípidica, devido a resistência à ação da enzima invertase e lipase, respectivamente, sugerindo que as substâncias contidas no extrato bruto de S. tubercidicus RND-C contra E.coli pode ser um glicolipídio. O extrato concentrado manteve-se biologicamente ativo quando exposto a baixas (-20 e -80 ºC) e elevadas (100 e 121 ºC) temperaturas, sugerindo que os compostos bioativos produzidos não são sujeitos a degradação espontânea. O extrato manteve-se ativo contra E. coli em condições de acidez (pH, 2,0 5,0) e também apresentou bioatividade em pH 7,0 e 8,0. Em condições de alta alcalinidade (pH 9,0) não detectou-se bioatividade. Já contra S. aureus, o extrato manteve-se ativo apenas na faixa de pH 7,0. Em condições de acidez e acalinidade as substâncias bioativas produzidas por S. tubercidicus foram inativadas. A massa molar dos compostos bioativos produzidos por S. tubercidicus RND-C foram estimadas em menor que 3,0 kDa. As moléculas bioativas contidas no extrato concentrado produzidas por S. tubercidicus RND-C foram purificadas por separação biomonitorada, sugerindo a presença de duas substâncias diferentes. A avaliação da separação usando cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) sugere a existência de duas substâncias diferentes produzidas por S. tubercidicus, sendo duas ativas contra S. aureus e a outra ativa contra E.coli e S. aureus. Na separação por cromatografia em coluna pré-empacotada de fase reversa do tipo Sep-Pak, foram obtidas quatro frações (St. 1, St. 2, St. 3 e St. 4). As frações St. 2 e St. 4 apresentaram atividade antimicrobiana contra bactérias e foram purificadas separadamente por cromatografia de permeação em gel de Sephadex LH-20 obtendo as frações St. 2-A; St. 2-B; St. 4-A e St. 4-B. A fração St. 2-B foi ativa contra S. aureus. Já a fração St. 4-B foi ativa contra S. aureus e E. coli. Estes resultados sugerem a presença de duas substâncias diferentes. Este trabalho pretende contribuir para a compreensão das interações endófitos/plantas além de abrir novas perspectivas sobre o potencial biotecnológico dos microrganismos endofíticos de plantas. A investigação de novos compostos biologicamente ativos a partir de microrganismos traz importantes contribuições para a descoberta de novas drogas.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2477.pdf: 853103 bytes, checksum: cf8d502909db7590755b118f3a0c49b5 (MD5) Previous issue date: 2008-08-28 / Universidade Federal de Minas Gerais / A great deal of microbiological and genetic research in the pharmaceutical industry is directed towards the development of effective strategies in the handling of microorganisms seeking the production of antibiotics that already known. In the process of obtaining clavulanic acid (CA) from Streptomyces clavuligerus, it is necessary to implement a system of strain conservation to maintain the capacity of microorganisms. Therefore, the purpose of this study was to test different preservation strategies of spores and vegetative cells of S. clavuligerus ATCC 27064 in order to ensure optimum conditions for the production of CA. Eight sets of vegetative cells stored in cryotubes were prepared, and they were evaluated for 12 months according to the number of growth stages (one or two 24-hour stages), the influence of the mycelium washing stage (washed or not), and the concentration of the cryoprotective agents (glycerol 10 or 20% v/v). Two sets of spores stored in cryotubes were also evaluated according to the concentration of cryoprotective agents. All cultures were performed in a rotating table incubator using the culture medium ISP1 for reactivation and complex medium for the production of CA. Morphology, cell growth, and the production of CA were evaluated in all cultures. The major findings were that the conservation of spores with 10% glycerol (E-10) allowed a more viable condition that the E-20 during the 360 days of storage, and the loss of CA production after 360 days was 18% but the condition E-20 was 50%. CL1-20 and CL2-20 were the best preservation conditions (more stable) for vegetative cells stored in cryotubes. Regarding the production of CA obtained, the maximum value was 1300 mg.L-1 at 144 h in the CNL 2-20 preservation condition. / Muitas pesquisas microbiológicas e genéticas na indústria farmacêutica são direcionadas para o desenvolvimento de estratégias eficazes na manipulação de microrganismos, visando à produção de antibióticos conhecidos. No processo de obtenção de ácido clavulânico (AC) a partir de Streptomyces clavuligerus faz necessário à implementação de um sistema de conservação da linhagem para manter a capacidade do microrganismo em questão. Baseado neste propósito o objetivo deste trabalho foi testar diferentes estratégias de preservação nas formas de esporos e células vegetativas de S. clavuligerus ATCC 27064 para garantir condições ótimas de produção de AC. Foram preparados 8 conjuntos de criotubos de células vegetativas e avaliados durante 12 meses em relação ao número de etapas de crescimento (uma ou duas etapas de 24 horas), à influência da etapa de lavagem do micélio (lavados ou não) e a concentração do agente crioprotetor (glicerol 10 ou 20% v/v). Dois conjuntos de criotubos de esporos também foram avaliados em relação à concentração do agente crioprotetor. Todos os cultivos foram realizados em mesa incubadora rotativa utilizando-se o meio de cultura ISP1 para reativação e, meio complexo para produção de AC. Avaliou-se em todos os cultivos a morfologia, o crescimento celular, e a produção de AC. Como resultados principais obteve-se que à conservação de esporos com 10% de glicerol permitiu uma viabilidade maior que a condição E-20 durante os 360 dias de armazenamento, sendo que a perda de produção de AC após 360 dias foi de 18% em comparação com a condição E-20 que foi de 50%. As formas de preservação CL1-20 e CL2-20 foram as melhores condições de preservação (mais estável) entre os criotubos preservados na forma de células vegetativas. Em relação às produções de AC obtidas, o valor máximo alcançado foi de 1300 mg.L-1 em 144 h, no modo de preservação CNL 2-20.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2376.pdf: 4470220 bytes, checksum: 644c37c19e76d1210fdcb9459057052a (MD5) Previous issue date: 2008-12-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / The clavulanic acid is a powerful inhibitor of the beta-lactamases produced by bacterias resistants to penicillin and cefalosporin. This acid is produced industrially by strains of Streptomyces clavuligerus in complex medium whose carbon and nitrogen source are supplied by inexpensive substances that provide high production. The clavulanic acid has a high affinity for enzymes that attach to penicillin derivatives, what enable to be used with semi-synthetic penicillin, being the combination with amoxilin the best exemple of substances inhibitor of beta-lactamases. The genetic improvement using physical and chemical agents is a necessary strategy in programs of production of bioactive metabolit whereas the industrial strains lost its productivity due phenomenon of genetic instability. In this work it appraised morphologic and biochemistry characteristic of some mutant strains obtained by treatment with UV light and with MMS, always comparing the caracteristics of the mutants with the wild type (Streptomyces clavuligerus ATCC 27064). The results indicated that the mutations originated strains with differents phenotypes, and the larger changes were demonstrated through mutants strains AC116, MMS 150 and MMS 54, that exhibited absence of pigmentation in its mature spores. The strains MMS 150 presented a larger production of AC when cultured in semisynthetics mediums. Among the others mediums the wild type strain obtained a larger production, however when used the modifed complex medium, the MMS 150 strain showed changes in its lipolitic activity and a larger production of AC. / O ácido clavulânico é um poderoso inibidor de enzimas -lactamases produzidas por bactérias resistentes a penicilinas e cefalosporinas. Esse ácido é produzido industrialmente através de cultivos submersos de Streptomyces clavuligerus, em meios complexos cujas fontes de carbono e de nitrogênio são supridas por matérias primas de baixo custo que propiciam altas produtividades. O ácido clavulânico mostra uma grande afinidade por enzimas que se ligam a derivados da penicilina, facilitando a sua utilização frequente com penicilinas semi-sintéticas, sendo a combinação com a amoxicilina o melhor exemplo do uso de substâncias inibidoras de beta-lactamases. O melhoramento genético utilizando agentes físicos e químicos é uma estratégia necessária em programas de produção de metabólitos bioativos já que as linhagens de porte industrial perdem sua produtividade devido a fenômenos de instabilidade genética. Neste trabalho foram avaliadas características morfológicas e bioquímicas de algumas linhagens mutantes obtidas por tratamento com luz UV e com metil metano sulfonato, comparando sempre as características dos mutantes com as da linhagem selvagem (Streptomyces clavuligerus ATCC 27064). Os resultados indicaram que as mutações deram origem a linhagens fenotipicamente diferentes, sendo que as maiores mudanças foram demonstradas pelas linhagens mutantes AC116, MMS 150 e MMS 54, que apresentaram ausência de pigmentação dos seus esporos maduros. A linhagem MMS 150 apresentou uma maior produção de AC diante os cultivos realizados com os meios de cultura semi-sintéticos. Perante os outros meios de cultura a linhagem selvagem obteve uma maior produção, porém quando utilizado o meio de cultura complexo modificado, a linhagem MMS 150 apresentou mudanças na sua atividade lipolítica e uma maior produção de AC.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4554.pdf: 4658778 bytes, checksum: a608d01fcdb1e79173d09812b9f9e88a (MD5) Previous issue date: 2011-09-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / This study addresses the production, isolation and identification of the substance present in culture broth of Streptomyces carpaticus which showed high biological activity against human tumor cell lines HL-60 (promyelocytic leukemia), MDA-MB 435 (breast carcinoma ), HCT-8 (colon carcinoma), SF-295 (glioblastoma). Cultures of Streptomyces carpaticus in culture medium DSMZ 65 were performed in shake flasks. Initial bioassays of the culture broth extracts showed antiproliferative activity close to 100% inhibition against the tumor cell lines. In order to obtain greater volume of culture medium to isolate the compound of interest, bioreactor cultivations were performed in bioreactor with 12 L working volume. After microfiltration and ultrafiltration of the culture broth through a 0.22- micron and 3 kDa membrane filter, the retentate was then subjected to partitioning using different organic solvents (ethyl acetate and n-buthanol). The fractionation of the extracts was bioguided based on the bioassay results and on HPLC-DAD-MS analysis. The fractionations led to the isolation and identification of the cyclodepsipeptide Valinomycin as responsible for cytotoxic activity. In addition, the results showed the strain as isopalmitic acid producer. Values of inhibition concentration (IC50) obtained for the compound isolated from the broth, against various tumor cell lines, presented low values ranging between 2 and 10 ng.mL-1. The use of bench scale bioreactor, bioguided fractionation and mass spectrometry proved to be fundamental to the development of this study, because it was evidenced that the discovered compound responsible for the antiproliferative activity is produced at very low concentrations. The use of HPLC-DADMS/ MS by selective ion monitoring was able to propose a methodology to estimate Valinomycin production in four different culture media tested, an important result for future studies regarding the development of the production and purification process of Valinomycin by S. carpaticus. / A presente tese teve como objetivo principal produzir, isolar e identificar substância presente em caldo de cultivo de Streptomyces carpaticus que apresentou alta atividade biológica contra as linhagens de células tumorais HL-60 (Leucemia promielocítica humana), MDA-MB 435 (Carcinoma de mama humano), HCT-8 (Carcinoma de cólon humano), SF-295 (Glioblastoma humano). Inicialmente foram realizados cultivos de Streptomyces carpaticus em mesa incubadora rotativa em meio de cultura DSMZ 65. Ensaios iniciais de extratos do caldo de cultivo apresentaram atividade antiproliferativa próximas de 100% de inibição frente às linhagens de células tumorais. Com o propósito de se obter maior volume de caldo de cultivo para isolamento do composto de interesse, foram realizados cultivos em biorreator de bancada com 12 L de volume útil. Ao final do cultivo o caldo foi microfiltrado e ultrafiltrado em membranas de 0,22 μm e 3 kDa, o retido foi submetido a partições utilizando diferentes solventes orgânicos (acetato de etila e n-butanol). Os fracionamentos dos extratos foram bioguiados com base nos resultados dos bioensaios e de análises por cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (HPLCDAD- MS). Os fracionamentos conduziram ao isolamento e identificação do ciclododecadepsipeptídeo Valinomicina como responsável pela atividade citotóxica, além de evidenciar a linhagem como produtora de ácido isopalmítico. Valores de concentração de inibição (IC50) obtidos para o composto isolado do caldo, frente às diferentes linhagens de células tumorais apresentaram baixas concentrações entre 2 e 10 ng.mL-1. O uso de biorreatores de bancada, o fracionamento bioguiado e o uso da técnica de espectrometria de massas se revelaram de fundamental importância para o desenvolvimento da pesquisa uma vez que, após descoberto o correspondente composto responsável pela atividade antiproliferativa relatada, foi evidenciado que este é produzido em concentrações muito baixas pela linhagem estudada. A utilização de cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas por monitoramento seletivo de íons permitiu a obtenção de uma metodologia de estimativa de produção em quatro diferentes meios de cultura testados, resultado de grande importância para estudos futuros no que se refere ao desenvolvimento do processo de produção e purificação do composto Valinomicina por S. carpaticus.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseABN.pdf: 1445725 bytes, checksum: 38e5e0b190be727b51de40dfdf21ac01 (MD5) Previous issue date: 2004-11-29 / Universidade Federal de Minas Gerais / The use of β-lactamase inhibitor in conjunction with β-lactam antibiotics was proposed to improve the efficiency of these antibiotics. The clavulanic acid is an important inhibitor of β-lactamase due its ability to inhibit several classes of β-lactamases. The clavulanic acid is a product from the secondary metabolism of Streptomyces clavuligerus and its production rate is higher after the fast growing phase. Higher productivities can be achieved in cultivations with high cell density. Therefore, the objective of this work was to study the continuous clavulanic acid production process with high cell density, possible with the recycle of cells. Initially, experiments to determine the proper pH and medium compositions to improve clavulanic acid production by Streptomyces clavuligerus were performed. Experiments to examine the effect of inhibition and/or repression by glycerol were also carried out. Continuous culture without cell recycling was performed to develop a kinetic model, including parameter determination, to simulate the process of clavulanic acid production by Streptomyces clavuligerus. Classic models failed to describe the process and a kinetic model which takes into account the simultaneous consumption of glycerol and nitrogen source, as energy sources, was proposed. To obtain high cell density, continuous cultivation with cell recycling was carried out. Among the methods examine to concentrate the cell mass, microfiltration was chosen because it is easily operated and allows the obtention of a limpid broth, as it is able to separate the totality of the cells from cultivation broth. This process eliminates the separation of cells in downstream processes. Concerning the problems such as oxygen transfer limitation and increase in the viscosity of culture broth, it has been observed that it does not hinder the applicability of continuous culture with cell recycling. The present work shows that continuous culture with cell recycling maximizes the productivity, suggesting its utilization for clavulanic acid production by Streptomyces clavuligerus. / O ácido clavulânico é um potente inibidor de β-lactamase, sendo utilizado em associação com antibióticos β-lactâmicos para combater bactérias patogênicas resistentes a ação de antibióticos. É um produto oriundo do metabolismo secundário do Streptomyces clavuligerus produzido à maior velocidade após a fase de crescimento célula. Assim, cultivos com concentrações maiores de células podem resultar em maiores produtividades do processo. Por essa razão o objetivo principal do trabalho foi o estudar o processo contínuo de produção de ácido clavulâncio obtida através de reciclo de células. Inicialmente, foram realizados testes preliminares para determinar o melhor valor de pH bem como a melhor composição de meio de cultivo. Também, foram realizados experimentos para verificar efeitos de inibição de glicerol na produção de ácido clavulânico. Após essa etapa, foram realizados experimentos contínuos sem reciclo celular para determinar os parâmetros cinéticos do modelo, descrevendo o processo de produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus. Para a modelagem matemática, foi proposto um modelo cinético de crescimento celular que considerava o consumo simultâneo do glicerol e da fonte de nitrogênio. Com o objetivo de obter altas concentrações celulares, foram realizados cultivos contínuos com reciclo celular. O processo de microfiltração foi escolhido devido a sua facilidade de operação e por apresentar separação celular de 100%, fato importante, pois elimina a separação celular na etapa de purificação do ácido clavulânico. Problemas relativos à transferência de massa e aumento da viscosidade também foram investigados, verificando-se que limitações decorrentes destes fenômenos são contornáveis através de modificações de condições operacionais. O presente trabalho mostra que a produtividade obtida nos cultivos contínuos com reciclou (25,2mg.L-1.h-1) celular é maior que aquela em batelada (11,7mg.L-1.h-1) e em processos contínuos sem reciclo celular (18,3 mg.L-1.h-1), sugerindo a utilização do sistema com reciclo celular para a produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JCT.pdf: 1491888 bytes, checksum: 4d9ca7cdf5589d00d6842774413d3761 (MD5) Previous issue date: 2004-03-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / The clavulanic acid (CA) is an important inhibitor of β-lactamases, enzymes that clives the β-lactam ring of penicillins and cephalosporins, inativating these compounds. CA is traditionally produced by Streptomyces clavuligerus in batch (B) or feed batch (FB) cultivations. Considering that the products of easily assimilable catabolic carbon source catabolism repress the biosynthesis of secondary metabolite, including CA, production in FB is preferable because control of nutrient level can be performed. In the present work the effect of supplementing medium (composition, concentration of glycerol and feed flow rate) on the production of CA was evaluated in fed batch cultivations in 4L stirred-tank bioreactor. Aeration was set at 0.5 vvm, the agitation rate was controlled at 800 rpm and pH at 6.8. Initially, a batch cultivation was carried out with glycerol (15 g.L-1) and Samprosoy (20 g.L-1), a soy protein hydrolyzate, as carbon and nitrogen sources, respectively. The results obtained from this experimental, concerning CA production, were considered as standart for comparasion with furter experimental results. Also, the observed glycerol consuption rate was used to define the glycerol feed rate infurter experiments. The kinetic model considering non-associated production with CA degradation was fitted to the experimental results and cultivation in FB were simulated under different conditions of volumetric flow rate (F) and glycerol concentration on supplementary medium (Cse). The experimental results showed that the rate of production of CA and glycerol consumption, were directly related, condition not predicted by model, besides, its negative effect on the AC production after the feeding indicate a possible inhibition/repression effect of glycerol. The possible negative effect of glycerol not confirmed by the results of a batch cultivation with pulse of glycerol at 24 hours cultivation, indicating that this effects caused by others compounds in the culture medium or due to dilution of the medium. The subsequent results with different feeding conditions and glycerol concentration utilizing complete supplementary medium, with only glycerol, indicate that CA production is increased in process with high Cse and low volumetric flow rate (F) that guarantee sufficient carbon source and minimize the dilution effects. / O ácido clavulânico (AC) é um importante inibidor das enzimas β-lactamases que clivam o anel β-lactâmico de antibióticos como penicilinas e cefalosporinas, tornando esses compostos inativos. O AC é tradicionalmente produzido por Streptomyces clavuligerus em cultivos operados em batelada (B) e em batelada alimentada (BA). Pelo fato dos produtos do catabolismo de fontes de carbono facilmente assimiláveis acabarem por reprimir as enzimas responsáveis pela biossíntese de metabólitos secundários, entre os quais inclui-se o AC, a produção em BA é preferível, uma vez que torna possível controlar os níveis de nutrientes no caldo. No presente trabalho foram avaliados os efeitos da alimentação de meio de cultura suplementar (composição, concentração de glicerol e vazão) na produção de AC em batelada alimentada em biorreator de bancada de 4L em cultivos operados a 800 rpm, 0,5 vvm e pH = 6,8. Inicialmente, realizou-se um cultivo em batelada em meio de cultura contendo de glicerol (15 g.L-1) e Samprosoy 90 NB (20 g.L-1), uma proteína isolada de soja. Os resultados desse cultivo em termos de produção de AC serviram de padrão de comparação e a velocidade de consumo de glicerol como base para definir a velocidade de alimentação de glicerol nos cultivos em BA. Um modelo cinético para produto não associado ao crescimento considerando degradação do AC foi ajustado aos resultados experimentais e simulações foram realizadas para cultivos em BA, definindo as condições que deveria conduzir tais cultivos com o intuito de se obter os resultados esperados. Foram realizados cultivos em diferentes condições de vazão volumétrica de alimentação (F) e concentração de glicerol no meio suplementar (Cse). Os resultados experimentais mostraram uma relação linear entre as velocidades de AC e de consumo de glicerol, condição não prevista pelo modelo, além de um efeito negativo na produção de AC num período após o início de alimentação, indicando uma possível inibição ou repressão pelo glicerol, o que foi descartado pelos resultados de um cultivo em batelada com pulso de glicerol em 24 horas, indicando que tal influência poderia ser devido a outro (s) constituinte (s) do meio ou a diluição. Os resultados de cultivos subseqüentes, em diferentes condições de vazão e de concentração de glicerol e com meio de cultura suplementar completo e com apenas glicerol, indicaram que a produção de AC é melhorada operando o processo com alta Cse e baixas vazões (F), condições que asseguram suficiência em fonte de carbono e minimizam os efeitos de diluição

O filo Actinobacteria é um importante grupo de bactérias Gram positivas amplamente distribuídas nos ambientes aquáticos e terrestres, são grandes produtores de compostos biologicamente ativos e, portanto, de grande interesse biotecnológico. O gênero Streptomyces destaca-se como maior produtor destes compostos, sendo responsável por cerca de 70% dos antibióticos que hoje utilizamos. A identificação dos organismos deste gênero ainda é um desafio. Durante muitos anos a identificação foi realizada somente com base em características morfológicas e fisiológicas. Atualmente, com o avanço das técnicas moleculares, há um grande número de espécies relatadas em bancos de dados genômicos. Este trabalho tem por objetivo identificar isolados de actinobactérias presentes no Laboratório de Microbiologia Ambiental ICBS/UFRGS com auxílio das técnicas de BOX-PCR, amplamente utilizado em estudos de diversidade dentro deste filo, e URP-PCR. E, além disso, realizar purificação parcial de um composto antimicrobiano efetivo contra bactérias produzido pelo isolado Streptomyces 8S. Os primers URP e BOX1AR produziram distintos padrões de amplificação nos isolados estudados, porém não foi possível investigar as relações de similaridade entre eles. Ainda o sequenciamento da região 16S rDNA não foi eficiente para identificar as espécies. Para a purificação do composto antimicrobiano foi realizada extração líquido-líquido com o solvente acetato de etila, posteriormente cromatografia de gel-filtração (Sephadex G-75) e troca iônica (SP-Sepharose e DEAE-celulose). A atividade antimicrobiana do composto foi recuperada após cada etapa. O composto manteve-se ativo após os ensaios de estabilidade frente à adição de EDTA, enzimas proteolíticas e altas temperaturas. Isto sugere que o composto antimicrobiano não é de origem protéica. Este trabalho sugere novos estudos a partir dos resultados preliminares obtidos, como a amplificação de todo o fragmento 16S rDNA dos isolados de actinobactérias e a investigação do composto antimicrobiano através de cromatografias de alta resolução. / The Actinobacteria phylum is an important group of Gram positive bacteria widely distributed in terrestrial and aquatic environments. They are major producers of biologically active compounds and therefore of great biotechnological interest. The genus Streptomyces stands out as the largest producer of these compounds, accounting for about 70% of the antibiotics that we use today. The identification of these organisms is still a challenge. For many years the identification was carried out only based on morphological and physiology characteristics. Today, with the advance of molecular techniques, there are a large number of species reported in genomics database. This work aims to identify isolates of actinobacterias present in the Laboratório de Microbiologia Ambiental ICBS / UFRGS with the help of BOX-PCR techniques, widely used in diversity studies within this phylum, and URP-PCR. And besides that, performing partial purification of an antimicrobial compound effective against bacteria produced by Streptomyces 8S isolated. The URP and BOX1AR primers produced different amplification patterns in the isolates, but it was not possible to investigate the relationship of similarity between them. Also the sequencing of 16S rDNA was not efficient to identify the species. To purify the antimicrobial compound was carried out liquid-liquid extraction with the solvent ethyl acetate, subsequently chromatography: gel-filtration (Sephadex G-75) and ion exchange (SP-Sepharose and DEAE-cellulose). The antimicrobial in question did not adhere to the SP-Sepharose column, showing that it has negative charge. The antimicrobial activity of the compound was recovered after each step. The compound remained active after the stability tests like the addition of EDTA, proteolytic enzymes and high temperatures. This suggests that the antimicrobial compound is not a protein. This work suggests further studies based on the obtained preliminary results such as the amplification of the entire 16S rDNA of actinobacterias isolated fragment and the investigation of the antimicrobial compound using high resolution chromatography.

Para determinar as variáveis morfogênicas, estruturais e o fluxo de tecidos os tratamentos foram duas intensidades (baixa e moderada) e dois métodos de pastejo (pastejo com lotação contínua e rotacionada). No experimento 1 o bastão graduado apresentou a melhor correlação com a massa de forragem (r2=0,65). No 2 as melhores correlações foram obtidas quando avaliadas as faixas de pós-pastejo para o disco medidor (r2=0,47) e as de pré-pastejo para o bastão graduado (r2=0,36). Para as variáveis morfogênicas e estruturais as intensidades de pastejo foram responsáveis por diferenças na taxa de elongação de folhas (intensidade baixa resultou em maior taxa de elongação) e nas características estruturais (intensidade baixa resultou em menor densidade de perfilhos, maior comprimento e número de folhas vivas). Os métodos de pastejo influenciaram as características morfogênicas (lotação contínua resultou em maior taxa de elongação de folhas, maior taxa de surgimento e tempo de vida das folhas no ciclo de observação I) e estruturais (lotação contínua resultou em maior densidade de perfilhos); bem como foi obtida interação com as intensidades e com os ciclos de avaliação. O fluxo de crescimento (favorecido por lotação rotacionada a baixa intensidade) e de senescência (favorecido por lotação contínua a baixa intensidade) foram afetados pelos tratamentos, enquanto que o fluxo de consumo não foi alterado pelos tratamentos.

Submitted by Luiz Felipe Barbosa (luiz.fbabreu2@ufpe.br) on 2015-04-17T14:43:23Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Janaina Melo.pdf: 5414983 bytes, checksum: a963ac9ef063b643800d3cd3356538ea (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:43:23Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) TESE Janaina Melo.pdf: 5414983 bytes, checksum: a963ac9ef063b643800d3cd3356538ea (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / CNPq / Endofíticos são micro-organismos que colonizam o interior das plantas sem aparentemente causar danos ao seu hospedeiro, sendo encontrados em órgãos e tecidos vegetais como folhas, ramos e raízes. Em geral produzem metabólitos secundários de interesse farmacológicos, como também aplicáveis no controle biológico de pragas e doenças. O presente trabalho teve como objetivo investigar a atividade biológica e a caracterização química dos metabólitos secundários do Streptomyces sp. UFPEDA 3345 endofítico isolado de folhas de Momordica charantia L.. A fermentação em cultivo submerso desta linhagem apresentou como melhores condições para produção de metabólitos bioativos o meio M1 com 72 horas de cultivo em pH alcalino. Os extratos acetoetílico do líquido metabólico (EBLM) e o metanólico da biomassa (EBB) foram submetidos aos ensaios de citotoxicidade frente a células tumorais, à avaliação do potencial hemolítico em eritrócitos de camundongos, toxicidade aguda, determinação da concentração mínima inibitória (CMI) e à prospecção química. O extrato metanólico da biomassa (EBB) foi cromatografado em coluna de sílica gel e a fração F4 foi analisada através de cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) resultando na obtenção de três subfrações C1, C2 e C3. Para a atividade citotóxica frente às linhagens HT-29 (carcinoma de cólon), HEp-2 (carcinoma de laringe), NCI-H292 (carcinoma de pulmão) e MCF-7 (carcinoma de mama) na dose única de 50 μg/mL, os extratos, frações e subfrações apresentaram percentual de inibição do crescimento celular entre 17 e 93%. Após a administração da dose de 2.000 mg/kg do extrato EBB em camundongos, não foram observados efeitos tóxicos, sinais visíveis de toxicidade sistêmica e morte dos animais. Quanto ao potencial hemolítico dos extratos, estes apresentaram concentração efetiva de CE50 > 500 μg/mL e não promoveram danos à membrana eritrocitária. As amostras apresentaram atividade antimicrobiana para bactérias Gram-positivas, Gram-negativas, bactéria álcool ácido resistente, fungo filamentoso, leveduras e fitopátogenos. O extrato EBLM apresentou valores de CMI menores para B. subtilis (15,62 μg/mL), M. luteus (7,8 μg/mL) e M. smegmatis (15,62 μg/mL) em comparação ao extrato EBB. A CMI para A. niger, C. albicans e C. krusei os valores variaram de 15,62 a 250 μg/mL. A fração F4 e a subfração C1 apresentaram valores de CMI iguais de 62,5 μg/mL para C. albicans, A. niger e M. smegmatis. Quanto aos valores de CMI dos extratos EBLM e EBB frente a fungos e bactérias fitopatogênicos variaram entre 15,62 a 500 μg/mL. A prospecção química demonstrou a presença de açúcares redutores, compostos fenólicos, mono/sesquiterpenos, triterpenos e esteróides. Os resultados evidenciam que a linhagem endofítica Streptomyces sp. UFPEDA 3345 produz diferentes biomoléculas com diversas atividades biológicas.

Submitted by Eduardo Barros de Almeida Silva (eduardo.philippe@ufpe.br) on 2015-04-17T14:49:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação Sandrine Lima.pdf: 902329 bytes, checksum: 83147db27edaf8354efe02565a0beca3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:44Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação Sandrine Lima.pdf: 902329 bytes, checksum: 83147db27edaf8354efe02565a0beca3 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2013-02-27 / CAPES / Os micro-organismos, em particular as actinobactérias, são conhecidos por produzir um vasto número de metabólitos secundários bioativos de interesse farmacêutico. O objetivo deste estudo foi investigar as atividades antimicrobiana e citotóxica de metabólitos secundários produzidos pela actinobactéria ACTSM-9H isolada da rizosfera de Paullinia cupana Kunth de Maués - Amazonas. Para identificação taxonômica da linhagem foram utilizadas as técnicas de caracterização fenotípica e molecular. A produção dos metabólitos secundários foi avaliada através da fermentação em cultivo submerso utilizando farinha de soja como substrato e em meio sólido utilizando arroz. A atividade antimicrobiana foi determinada através da técnica de microdiluição em caldo, a citotoxicidade através do método do MTT e a atividade hemolítica realizada frente a membrana plasmática de eritrócitos murinos. A actinobactéria foi identificada como Streptomyces hygroscopicus S75-5. No estudo bioguiado para a avaliação das atividades antimicrobiana e citotóxica o extrato metanólico da biomassa proveniente da fermentação em cultivo submerso apresentou melhor atividade, sendo escolhido para ser particionado com n-hexano, acetato de etila e 2-butanol. A prospecção química indicou a presença de alcalóides, açúcares redutores e saponinas nos extratos metanólico e fase butanólica. A fase butanólica apresentou atividades antimicrobiana e citotóxica, sendo fracionada. Quatro frações obtidas da fase butanólica foram analisadas por bioautografia e apresentaram pelo menos um composto com atividade frente a Staphylococcus aureus. A fração EB1 apontou a presença de um alcalóide (Rf 0,7) com atividade antimicrobiana na bioautografia. A atividade antimicrobiana da fração EB1 mostrou valores da CMI iguais ou abaixo de 3,9 μg/mL frente aos micro-organismos testados. Na atividade citotóxica, a fração EB1 apresentou valores da IC50 frente às linhagens tumorais humanas HEp-2, HT-29, NCI-H292 e HL- 60, sempre menores ou iguais a doxorrubicina, utilizada como padrão, sendo mais seletividade para HL-60 com IC50 de 0,009 μg/mL. Em conclusão, os metabólitos produzidos por Streptomyces hygroscopicus S75-5 apresentaram potentes atividades antimicrobiana e antitumoral, evidenciando a importância de estudos futuros visando o isolamento dos compostos responsáveis por esta atividade.