Secondary metabolites are compounds that are not necessary for the survival of the organism, but which are to be related to the organism's interaction with its environment. This work studied compounds of secondary metabolism through the study of chemical and biological extracts and fractions Simaba Maiana Casar. and the involvement of candidate genes (TPS10, TPS14, and CYP71B31 CYP76C3) in the metabolism of monoterpenes in Arabidopsis thaliana. The extracts from roots and stems of Simaba Maiana were tested in antioxidant activity, molluscicide, inhibition of lymphocyte proliferation, inhibition of NO production, anti-Leishmania amazonensis and anti-Trypanosoma cruzi. The four candidate genes (CYP76C3, CYP71B31, TPS10 and TPS14) were selected with the CYPedia, which calculates the coexpression between genes based on the Arabidopsis Affymetrix ATH1 microarray. The extracts and fractions Simaba Maiana showed a lower antioxidant activity by DPPH method, low concentrations of total phenols measured by Folin-Ciocalteu, however, a good antioxidant activity by TBARS method, using three agents of oxidative damage (AAPH, FeSO4 and H2O2). The extract showed cytotoxic activity and molluscicidal concentration of 100 mg/mL. The crude extract of the stem was not active for leishmanicidal and trypanocidal. This extract did not inhibit NO production, but showed a high percentage of inhibition of lymphoproliferation. The skimmianine furoquinoline alkaloid and pellopterin furanocoumarin were isolated from chloroform fraction. The candidate genes showed a similar pattern of expression of the stamen, more specifically the top of the filaments. Heterologous expression in transiently expressed in leaves of Nicotiana benthamiana, in the volatiles of TPS10 TPS14 (alone) were found enantiomers R-(-)-linalool and S-(+)-linalool. In the extraction buffer leaf discs were found that CYP76C3 converts linalool to E-8-hydroxy-linalool and E-8-oxo-linalool, and CYP71B31 in 1,2-epoxy-linalool. The analysis of the methanol extract of the discs incubated in S-(+)-linalool showed the use of this substrate by P450s converting to lilac alcohol for both P450s. Analysis of flowers of Arabidopsis mutants showed minor differences, analyzes with extracts of fresh flowers in UPLC-MS/MS MRM mode, has been found a compound having the same signature as linalool, however with different retention time and may be is an indication of linalool bound. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os metabólitos secundários são compostos que não são necessários para a sobrevivência do organismo, mas que apresentam-se relacionados com a interação do organismo com o seu ambiente. O presente trabalho estudou compostos do metabolismo secundário através do estudo químico e biológico dos extratos e frações Simaba maiana Casar. e a envolvimento dos genes candidatos (TPS10, TPS14, CYP76C3 e CYP71B31) no metabolismo de monoterpenóides em Arabidopsis thaliana. Os extratos das raízes e caule de Simaba maiana foram testadas em ensaios de atividade antioxidante, moluscicida, inibição da linfoproliferação, inibição da produção de NO, anti-Leishmania amazonensis e anti-Trypanosoma cruzi. Os quatro genes candidatos (CYP76C3, CYP71B31, TPS10 e TPS14) foram selecionados com o CYPedia, que calcula a co-expressão entre os genes de Arabidopsis com base no Affymetrix ATH1 microarray. Os extratos e frações de Simaba maiana mostraram uma baixa atividade antioxidante pelo método do DPPH, baixas concentrações de fenóis totais avaliados pelo método de Folin-Ciocalteu, entretanto, uma boa atividade antioxidante pelo método de TBARS, usando três agentes de danos oxidativos (AAPH, FeSO4 e H2O2). Os extratos mostraram atividade moluscicida e citotóxica na concentração de 100 mg/mL. O extrato bruto do caule não foi ativo para as atividades anti-Leishmania e anti-Trypanosoma. Este extrato não inibiu a produção de NO, mas apresentou uma alta porcentagem da inibição da linfoproliferação. O alcalóide furoquinolínico esquiamina e a furanocumarina felopterina foram isolados da fração clorofórmica. Os genes candidatos mostraram um similar padrão de expressão nos estames, mais especificamente na parte superior dos filamentos. Na expressão heteróloga transitoriamente expressa em folhas de Nicotiana benthamiana, nos voláteis de TPS10 e TPS14 (sozinho) foram encontrados os enantiômeros R-(-)-linalol e S-(+)-linalol. No tampão de extração de discos de folhas, verificou-se que CYP76C3 converte linalol em E-8-hidroxi-linalol e E-8-oxo-linalol, e CYP71B31 em 1,2-epoxilinalol. A análise do extrato metanólico dos discos foliares incubados em S-(+)-linalol mostrou a utilização deste substrato por P450s convertendo para lilac álcool para ambos os P450s. Análises de flores em plantas mutantes de Arabidopsis thaliana mostraram pequenas diferenças, em que análises com extratos de flores frescas em UPLC-MS/MS no modo MRM, foi encontrado um composto com a mesma assinatura que linalol, no entanto, com tempo de retenção diferente e pode ser uma indicação de forma ligada do linalol.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-04-04T13:14:56Z No. of bitstreams: 1 diegopandelojose.pdf: 913814 bytes, checksum: 7e149c7c8e0bee3253c4894426a6892c (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-04-04T15:36:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 diegopandelojose.pdf: 913814 bytes, checksum: 7e149c7c8e0bee3253c4894426a6892c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-04T15:36:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 diegopandelojose.pdf: 913814 bytes, checksum: 7e149c7c8e0bee3253c4894426a6892c (MD5) Previous issue date: 2009-03-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / O gênero Lippia pertence à família Verbenaceae, inclusa no clado Asteridaee, ordem Lamiales, compreendendo aproximadamente 175 gêneros e 2800 espécies, onde muitos gêneros apresentam plantas com propriedades medicinais e ornamentais. A espécie Lippia alba, originária da América do Sul, também ocorre no Brasil e é uma das mais estudadas do gênero Lippia. Ela floresce durante o ano todo e recebe grande destaque no gênero, devido às suas inúmeras propriedades medicinais. O óleo essencial de Lippia alba é composto basicamente por sesqui e monoterpenos, que são as substâncias responsáveis por suas propriedades medicinais. O objetivo central do presente trabalho foi clonar e analisar a expressão de dois potenciais genes codificadores de terpeno sintases em Lippia alba. Através do alinhamento de genes codificadores de monoterpeno sintases caracterizadas, primers degenerados foram desenhados dentro de regiões conservadas e utilizados para se obter a clonagem de genes codificadores de terpeno sintases em Lippia alba. Dois potenciais genes codificadores de terpeno sintases foram clonados, LaTPS12 e LaTPS23. Após a clonagem, técnicas de RT-PCR semiquantitativo foram empregadas para análises de expressão desses dois genes em diferentes estágios foliares e em três diferentes quimiotipos de Lippia alba. Os resultados mostraram que em folhas situadas no quarto segmento nodal o gene LaTPS12 apresenta maior nível de expressão. A diferença na expressão do gene LaTPS23 foi menos acentuada nos três quimiotipos analisados em relação ao gene LaTPS12, que apresentou uma expressão diferencial. Análises filogenéticas foram realizadas comparando-se as seqüências desses dois genes com outros genes codificadores de terpeno sintases já caracterizadas de diferentes espécies de plantas. De acordo com essas análises, LaTPS12 e LaTPS23 pertencem à classe TPS-b, que é composta principalmente por monoterpeno sintases de angiospermas. / The genus Lippia belongs to Verbenaceae family, Asteridaee, order Lamiales. This family comprises about 175 genus and 2800 species, and many of them have medicals and ornamentals proprierties. Lippia alba is native from South America, and is also found in Brazil and is the most studied species of the genus Lippia. This plant blooms throughout the year and has great importance due to its medicinal properties. The Lippia alba essential oils are composed by sesquiterpenes and monoterpenes conferring its medicinal properties. The aim of this work was to clone and to analize gene expression of putative terpene synthases genes (TPS) in Lippia alba. Alignment of TPS genes was used to design degenerate primers into conserved domains for cloning of these genes in Lippia alba. We have cloned two putative TPS genes, LaTPS12 and LaTPS23. After cloning, semiquantitative RT-PCR was employed to expression analysis of these two genes in different leaf stages and among three different chemotypes of Lippia alba. The result of expression level showed that LaTPS12 occurred at higher level in leaves located in fourth nodal segment and showed a marked differential expression among the chemotypes. The difference of expression of the LaTPS23 was less prominent comparing the three studied chemotypes. We performed a phylogenetic analysis in order to compare the LaTPS12 and LaTPS23 to others TPS genes in different plant species. The results showed that these LaTPS12 and LaTPS23 belong to the class TPS-b, which comprises mainly angiosperms monoterpene synthases genes.

Submitted by isabela.moljf@hotmail.com (isabela.moljf@hotmail.com) on 2017-06-21T14:43:48Z No. of bitstreams: 1 viniciuscariusdesouza.pdf: 3785363 bytes, checksum: 7063d6c5f5cef353643903ad5f125c48 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-08-07T19:09:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 viniciuscariusdesouza.pdf: 3785363 bytes, checksum: 7063d6c5f5cef353643903ad5f125c48 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-07T19:09:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 viniciuscariusdesouza.pdf: 3785363 bytes, checksum: 7063d6c5f5cef353643903ad5f125c48 (MD5) Previous issue date: 2016-03-03 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Lippia alba, popularmente conhecida por erva-cidreira, é uma espécie vegetal amplamente distribuída pelas Américas e encontrada praticamente em todo o território brasileiro. Esta espécie possui importante uso na medicina tradicional para o tratamento de cólicas, indigestão, náuseas, espasmos, diarreia, disenteria, doenças respiratórias, problemas hepáticos e no tratamento de sífilis e gonorreia. As folhas de L. alba, as quais são preparadas sob a forma de infusão ou decocção e ingeridas por via oral, produzem um óleo essencial rico em moléculas iso-prenóides denominadas terpenóides. Estes compostos não são apenas de interesse farmacológico, mas também industrial já que são usados na confecção de fragrâncias. A composição dos óleos essenciais pode variar em função de diferentes fatores abióticos e genotípicos, como por exemplo nível de ploidia. Neste contexto, os objetivos deste trabalho foram caracterizar o transcriptoma de folha da espécie L. alba e buscar sequencias putativas de enzimas envolvidas na produção de metabólitos secundários. O transcriptoma foi sequenciado pela plataforma Miseq (Illumina) com bibliotecas pairedend de 300 bp. O sequenciamento resultou em um total de 47.498.310 reads paired-end (23.749.155 reads para cada end sequenciado) de 35-308 bp, compreendendo 12.148.327.567 nucleotídeos (-12 Gb). A montagem de novo dos transcritos foi processada a partir do software Trinity que gerou 193.532 transcritos, sendo 128.209 unigenes, com o valor de N50 igual a 1.187 bp. Um total de 86.122 ORF (Open Read Frame) foi obtido e a seguir submetido ao algoritmo de alinhamentos BlastP, o qual encontrou 75.533 sequências com referência no banco de dados NR (Non-Redundant) de proteínas. Aproxima-damente, 78,4% dessas sequências foram anotadas funcionalmente a partir do pipeline utiliza-do pelo software Blast2GO. As análises das sequências anotadas revelaram prováveis enzimas para síntese de terpenóides como geraniol e linalol/nerolidol. Para validação da montagem e anotação, foram realizados ensaios de qPCR para amplificação de sequências de 13 genes para controles endógenos e 4 genes de terpeno sintases. Os resultados obtidos aqui corroboram outros estudos de transcriptoma de espécies não modelo usando tecnologias de sequenciamento de alto-desempenho. / Lippia alba, popularly known as erva-cidreira, is a widely distributed specie in Americas and it is found throughout Brazil. This specie has important using in popular medicine for cramp-ing, indigestion, nausea, diarrhea, dysentery, respiratory diseases, liver disorders treatment and infectious diseases such as syphilis and gonorrhea. The leaves of L. alba, which are pre-pared by infusion or decoction and orally ingested, producing an essential oil rich in terpene compounds. These compounds are of pharmacological and industrial interest, due to their use in fragrance preparation. Interestingly, the composition of essential oils change according to different abiotic factors and genetic variations such as ploidy level. In this context, the aims of this work were to characterize the transcriptome of leaves of L. alba (linalool chemotype) and to search putative enzymes sequences involved in production of secondary metabolites. The transcriptome was sequenced by Miseq platform (Illumina) running pair-end libraries 300 bp. The sequencing resulted in 47,498,310 reads (23,749,155 reads for each end sequenced) of 35-308 bp, comprising 12,148,327,567 nucleotides (-12 Gb). The de novo assembly of tran-scripts was processed by Trinity software and generated 193,532 transcripts, in 128,209 uni-genes, with N50 equal to 1,187 bp. 86,122 ORFs (Open Read Frame) were obtained and sub-mitted to BlastP algorithm, finding 75,533 sequences included in NR (Non-Redundant) pro-tein database. Approximately 78.4% of these sequences were functionally annotated using Blast2Go pipeline. Analysis of annotated sequences revealed putative enzymes for synthesis of terpenoids such as geraniol and linalool/nerolidol. For assembly and annotation validation, qPCR assay were realized by amplification of 13 endogenous control genes and 4 terpene synthases genes. The results found here corroborate transcriptome studies in non-model or-ganisms using high-performance sequencing technologies.