This work shows chemical study monitored by antinociceptive, anti-inflammatory, antimicrobial and larvicidal activities of two Bignoniaceae species [Tabebuia elliptica (A. DC.) Sandwith and T. roseo-alba Ridl.]. After drying at room temperature and grinding, the material from stem barks, stems and leaves of both species were extracted by maceration with methanol and/or acetone. After removal of the solvents under vacuum, crude extracts were suspended in methanol and water solution and successively extracted with hexane, chloroform and ethyl acetate. The fractions resulting from this procedure were evaluated in writhing model induced by acetic acid and exhibited a significant reduction of nociceptive response. Chemical studies of some fractions from these extracts of T. roseo-alba resulted in the isolation and identification by NMR technique of two neolignans [Icariside E4 and (7R, 8S) - dihydrodehydrodiconiferyl alcohol], a benzoic acid derivative (p-methoxibenzoic acid), a misture of two triterpenes (ursolic and oleanolic acids) and a phytosteroid (sitostenone); while from T. elliptica fractions resulted in the isolation of a chlorinated iridoid (rehmaglutin D), a phenylpropanoid (coumaric acid) and a phytosteroid (β-sitosterol). In pharmacological tests, Icariside E4 showed a peripheral antinociceptive effect, involving potassium channel ATP-K+ and coumaric acid significantly reduced levels of total leukocytes, neutrophils, as well as the percentage of ROS-producing cells in acute lung inflammation model induced by LPS showing an anti-inflammatory potential. Extracts from stems and leaves of both species showed antimicrobial activities against strains of S. aureus and E. faecalis and in the larvicidal assays, although the crude extracts of the barks, stems and leaves have exhibited low mortality at 250 ppm, hexane and chloroform fractions from barks and stems of T. roseo-alba and ethyl acetate from stems of T. elliptica, showed high mortality percentages. Substances, Icariside E4 and (7R, 8S) - dihydrodehydrodiconiferyl alcohol, are being described for the first time in the genus Tabebuia and the isolation of the chlorinated iridoid, Rehmaglutina D, in this work can aid in positioning the Tabebuia genus in the Bignoniaceae family. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Este trabalho apresenta o estudo químico monitorado pelas atividades antinociceptiva, anti-inflamatória, antibacteriana e larvicida de duas espécies de Bignoniaceae [Tabebuia elliptica (A. DC.) Sandwith e T. roseo-alba Ridl.]. Após secagem a temperatura ambiente e trituração, materiais das cascas, caule e folhas de ambas as espécies foram extraídos através de maceração com metanol e/ou acetona. Após eliminação dos solventes a pressão reduzida, os extratos brutos foram suspensos em solução de metanol e água e extraídos sucessivamente com hexano, clorofórmio e acetato de etila. As frações resultantes deste procedimento foram avaliadas no modelo de contorção abdominal induzida pelo ácido acético e exibiram uma redução significativa da resposta nociceptiva. O estudo químico de algumas das frações de T. roseo-alba resultou no isolamento e identificação através da técnica de RMN de duas neolignanas [Icarisideo E4 e o (7R, 8S) - Álcool diidrodeidrodiconiferílico], um derivado do ácido benzoico (ácido p-metoxibenzoico), uma mistura de dois triterpenos (ácidos ursólico e oleanólico) e um fitoesteroide (sitostenona); enquanto que de frações de T. elliptica resultou no isolamento de um iridoide clorado (rehmaglutina D), um fenilpropanoide (ácido cumarico) e um fitoesteróide (β-sitosterol). Nos ensaios farmacológicos, Icarisideo E4 mostrou um efeito antinociceptivo periférico, com o envolvimento de canais de potássio ATP-K+ e o ácido cumárico reduziu significativamente os níveis de leucócitos totais, neutrófilos, bem como a porcentagem de células produtoras de ROS no modelo de inflamação pulmonar aguda induzida por LPS exibindo um potencial antiinflamatório. Extratos do caule e das folhas de ambas as espécies apresentaram potencial antibacteriano contra cepas de S. aureus e E. faecalis e nos ensaios larvicidas, embora os extratos brutos das cascas, caule e folhas tenham exibido baixos índices de mortalidade a 250 ppm, as frações em hexano e clorofórmio das cascas e do caule de T. roseo-alba e em acetato do caule de T. elliptica, apresentaram altos índices de mortalidade. As substâncias, Icarisideo E4 e (7R, 8S) - Álcool diidrodeidrodiconiferílico, estão sendo descritas pela primeira vez no gênero Tabebuia e o isolamento do iridoide clorado Rehmaglutina D neste trabalho poderá auxiliar no posicionamento do gênero Tabebuia dentro da família Bignoniaceae.

A introdução de um grupo substituinte na molécula de um fármaco promove alterações químico-estruturais que, por sua vez, modificam suas propriedades físicoquímicas. O arranjo espacial de átomos ou grupos de átomos, em especial grupos funcionais, na molécula de um fármaco, expressos por meio de suas propriedades físico-químicas, influenciam direta ou indiretamente na interação fármaco-receptor. Esta, por sua vez, determina aspectos farmacológicos e farmacocinéticos que influem na eficácia terapêutica do medicamento. Assim, uma série de compostos 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolínicos foi planejada e os análogos foram sintetizados, identificados estruturalmente e avaliados in vitro quanto a atividade antimicrobiana frente a Staphylococcus aureus (cepa ATCC 25923), expressa pela determinação da concentração inibitória mínima. Cepas desta bactéria são comuns em infecções hospitalares e frequentemente apresentam caráter de multi-resistência, portanto, alternativas aos fármacos comumente empregados na terapia antibacteriana, especialmente em infecções multi-resitentes, são alvo de estudos e desenvolvimento. Relações entre mudanças estruturais de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4- fenil-substituído]-2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas e suas respectivas concentrações inibitórias mínimas podem fornecer informações sobre a influência de propriedades físico-químicas na ação antibacteriana destes compostos, informações estas que podem contribuir para o entendimento das relações entre a estrutura química e a atividade biológica desta classe de compostos, visando a identificação qualitativa e quantitativa das propriedades físico-químicas que influenciam no perfil farmacológico desta classe de compostos. Os grupos substituintes introduzidos nos derivados de 2,3-diidro-1,3,4-oxadizolinas-2,3,5-substituídas contribuem para alterações em suas propriedades físico-químicas, sendo representadas por parâmetros físico-químicos que descrevem a natureza e intensidade da alteração observada. O presente trabalho objetivou identificar, partindo das propriedades físico-químicas, fatores da estrutura química que favoreçam a atividade antimicrobiana dos compostos estudados. A atividade antimicrobiana, expressa pela concentração inibitória mínima, foi determinada pelo procedimento de microdiluição sucessiva, no qual diferentes concentrações de composto a ser analisado foram incubadas em presença de inóculo de Staphylococcus aureus, em meio de cultura líquido. As microdiluições originam concentrações decrescentes a fim de se determinar a menor concentração do composto testado onde o crescimento microbiano foi inibido. Foram realizadas comparações entre as concentrações inibitórias mínimas dos compostos analisados e destas com parâmetros estruturais que representam as propriedades físico-químicas dos compostos. Baseado nas análises comparativas, identificou-se tendências que evidenciam a preponderância de propriedades físicoquímicas sobre a atividade antimicrobiana desempenhada. Constatou-se que a hidrofobicidade influi significativamente na atividade antimicrobiana. Observou-se também que o efeito eletrônico por indução e o volume do grupo substituinte em posição para-fenila também influenciam a ação antimicrobiana, mas estas ainda não foram conclusivas, carecendo de estudos mais aprofundados que levem à compreensão dos fatores estruturais que mais influenciam a ação antimicrobiana de 2-[5-nitro-tiofen-2-il]-3-acetil-5-[4-fenilsubstituído]- 2,3-diidro-1,3,4-oxadiazolinas, de forma a fundamentar o planejamento de futuros candidatos a fármacos antimicrobianos a partir desta classe de compostos. / The introduction of a substitute group within a drug molecule promotes chemical-structure shifts, which by consequence, alters its physical-chemical properties. The atomic special design, particularly the one related to functional groups, assumed in a drug molecule, expressed by the physical-chemical properties, interferers directly or indirectly on drug-receptor interaction. Theses effects collaborate to pharmacologic and pharmacokinetics aspects of drugs, interfering with its therapeutic efficient. Therefore, a set of 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4- substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds was designed and its analogs synthesized, structurally identified, and in vitro assayed due to its antimicrobial activity against ATCC 25923 Staphylococcus aureus strains, through the determination of minimum inhibitory concentration. Strains of such bacterial species are commonly present within hospital infections, and frequently appear as multi-resistant variant. Consequently, alternatives to the agents usually applied in antimicrobial chemotherapy, particularly to multi-resistant infections, are target for drug research and development. Relations among structural shifts on 2-[5-nitro-thiophen-2-yl]-3-acetyl-5-[4-substitued-phenyl]-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines compounds and its respective minimum inhibitory concentration may lead to information about the influence of physical-chemical properties in antimicrobial activity. Continually, such information might contribute to the elucidation of chemical structure-biological activity relationship of these compounds. The substitutes groups inserted on 2,3,5-substituted-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates contribute to differs the molecule physical-chemical properties, which is represented by its physical-chemical parameters, which describe the nature and intensity of the observed modification. Therefore, the following study aimed to identify, throughout physical-chemical properties, chemical structure factors that favor the antimicrobial activity of the synthesized compounds. The antibacterial activity, expressed as the minimum inhibitory concentration, was quantified by the microdilution method, where gradual concentrations of the tested conpound were incubated within ATCC 25923 Staphylococcus aureus cells suspended in broth medium. The microdilutions originated descending concentrations, in order to spot the minimum concentration whose microbial growth was inhibited. The minimum inhibitory concentration regarded to each compound was correlated to its physical-chemical parameters. Based on observed relations, it could be identified evidences assuming the physical-chemical properties relevance on antimicrobial assay. It was verified that hydrophobic effects interferes with antimicrobial activity, as well as inductive electronic effects and molecular volume of substitute group in para-phenyl position. These factors contribute to physical-chemical properties shifts and therefore play a role on the antimicrobial action. However, these latest two influences were enable to conclude, suggesting the need of more extensive studies. So that, a more profound comprehension about structure factors that interfere with 2,3,5-substitued-3,4-dihydro-1,3,4-oxadiazolines derivates might lead to the rational design of potential antimicrobial agents among this class of compounds.

A Senna occidentalis é uma leguminosa nativa das Américas largamente distribuída e utilizada popularmente em regiões tropicais do mundo, apresentando relevância na busca de novos produtos naturais biologicamente ativos. O presente trabalho teve como objetivo a avaliação da atividade antimicrobiana e citotóxica de extratos aquosos das sementes e suas trações protéicas, bem como dos extratos hidroalcoólicos das sementes e das partes aéreas dessa planta, visando a sua utilização em preparações tópicas. As atividades antibacteriana e antifúngica, frente aos microrganismos padrões farmacêuticos, foram avaliadas pela técnica de diluição em meios líquidos, adaptada para microplacas. A citotoxicidade das amostras ativas foi avaliada pelo teste do MTS, empregando-se cultura de fibroblastos NIH-3T3. Como resultado, o extrato hidroalcoólico de sementes a 0,3% (p/v) foi o que melhor demonstrou potencial antimicrobiano, além de toxicidade adequada, podendo ser um candidato para o uso como um antimicrobiano ou conservante de preparações tópicas. / Senna occidentalis is a native leguminous from America widely spread in tropical regions of the world and employed in folk medicine, showing a great importance on the search of new bioactive natural products. The aim of the present work was to evaluate the antimicrobial and cytotoxic activities of the aqueous extract seeds\' and its protein fractions, as well the hydro-alcoholic extracts seeds\' and aerial parts from this plant, considering its possible use in topic preparations. The antibacterial and antifungal activities, against the pharmaceutical standard microorganisms, were evaluated by broth dilution technique, adapted to microplates. The cytotoxicity of active samples was evaluated by the cellular viability test with MTS employing NIH-3T3 fibroblasts cell culture. As a result, the hydro-alcoholic extract seeds\' 0,3% (w/v) demonstrated a better antimicrobial potential and a suitable toxicity. In such case, this extract could be a candidate for the use as antimicrobial or preservative of topic preparations.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ariadine R C de Souza.pdf: 3448582 bytes, checksum: c9a134accab4a823b60c11ba4b8a1727 (MD5) Previous issue date: 2016-02-23 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This research project aimed the evaluation of the antibiotic ciprofloxacin hydrochloride (CIP (HCl)) removal in solution, by applying an electrocoagulation (EC) process. The CIP (HCl) solution was prepared with an initial concentration of 25 mg L-1 CIP (HCl) in distilled water. The experiments were conducted in an EC reactor in laboratory scale, consisting of aluminum electrodes. In order to get the best reactor operating parameters, regarding its variables (initial pH, current intensity and time of electrolysis), a response surface methodology was applied based on a complete experimental design (CED) 3³. The CIP (HCl) concentration was monitored by high-performance liquid chromatography (HPLC), and the mineralization was accompanied based on the reduction of total organic carbon (TOC). To obtain the operating conditions considered ideal for the operation of the EC reactor, a predicted second-order model was adjusted to the experimental responses and then validated by ANOVA. The influence of each reactor operating parameter was individually investigated, in a wider range than the one studied in the CED. Thus, the optimal values for each operating parameters were initial pH at 9.0 and current intensity of 0.8 A. From these responses, a kinetic analysis of the EC process was performed, reaching a rapid reduction of CIP (HCl) in the first minutes of electrolysis, stabilizing at 99% in times greater than 40 minutes. The toxicity of the treated solution was measured by applying ecotoxicity and phytotoxicity bioassays, taking as bioindicators Artemia salina and Lactuca sativa, respectively. The toxicity test using Artemia salina was susceptible to the type of remaining toxic compounds formed after the CIP (HCl) solution treatment of short duration. Furthermore, the remaining toxicity after 75 min of EC became nearly harmless to this bioindicator. On the other hand, the bioindicator Lactuca sativa was not susceptible to the action of these compounds at any treatment time. Due to the possible presence of the organic compound CIP (HCl) at a low concentration in the solutions treated by high electrolysis time, an antimicrobial activity analysis using the microorganisms S. aureus and E. coli was applied. The antimicrobial activity of the solution over 40 min electrolysis treatments was almost null or absent. In order to identify the CIP (HCl) in the sludge generated during the process, an X-ray diffraction (XRD) analysis was applied. CIP (HCl) was not identified in the residual sludge or the treated solution, indicating degradation of the compound during the treatment, possibly by electro-oxidation reactions. Therefore, the electrocoagulation provided the degradation of CIP (HCl) pollutant maintaining the treated solution free of toxicity and adverse biological effects to aquatic biota enabling their disposal in the environment, if the ideal operational conditions are maintained (initial pH 9.0, current density 0.8 A and electrolysis time of 75 min). / Este projeto de investigação visa avaliar a remoção do antibiótico cloridrato de ciprofloxacina (CIP(HCl)) em solução, por meio de um processo de eletrocoagulação (EC). A solução de CIP(HCl) foi preparada com concentração inicial de 25 mg L-1 de CIP(HCl) em água destilada. Os experimentos foram realizados em um reator de EC, em escala laboratorial, constituído por eletrodos de alumínio. A fim de obter os melhores parâmetros de operação do reator em relação as suas variáveis (pH inicial, intensidade de corrente e tempo de eletrólise), uma metodologia de superfície de resposta foi aplicada baseada em um planejamento experimental completo (PEC) 3³. A concentração de CIP(HCl) foi monitorada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e sua mineralização foi baseada na redução do carbono orgânico total (COT). Para obtenção das condições operacionais consideradas ideais para o funcionamento do reator de EC, um modelo previsto de segunda ordem foi ajustado às respostas experimentais e em seguida validado pela ANOVA. A influência de cada parâmetro de funcionamento do reator foi investigada individualmente em uma faixa de estudo mais ampla do que a avaliada PEC. Desta maneira, os valores considerados ideais para cada parâmetro operacional foram: pH inicial 9,0 e intensidade de corrente 0,8 A. A partir destas respostas, foi realizada uma análise cinética do processo de EC, onde se atingiu uma rápida redução de CIP(HCl) nos primeiros minutos de eletrólise, se estabilizando em 99% em tempos superiores a 40 min. A toxicidade da solução tratada foi avaliada aplicando bioensaios de ecotoxicidade e de fitotoxicidade, tomando como bioindicadores a Artemia salina e a Lactuca sativa, respectivamente. O teste de toxicidade utilizando a Artemia salina foi susceptível aos compostos tóxicos remanescentes formados após o tratamento da solução de CIP(HCl) de curta duração. Além disso, a toxicidade após 75 min de EC se tornou quase inócua a este bioindicador. Por outro lado, o bioindicador Lactuca sativa não foi susceptível à ação dos compostos tóxicos remanescentes a qualquer tempo de tratamento. Devido a possível presença do composto orgânico CIP(HCl) em baixas concentrações, nas soluções tratadas por elevados tempos de eletrólise, aplicou-se a análise de atividade antimicrobiana utilizando os micro-organismos S. aureus e E. coli. A atividade antimicrobiana da solução com tratamentos acima de 40 min de eletrólise foi ausente. Visando a identificação da CIP(HCl) no lodo gerado durante o processo, análises de difração de raio-X (DRX) foram realizadas. Não se identificou CIP(HCl) no lodo residual nem na solução tratada, indicando a degradação do composto durante o tratamento, possivelmente por reações de eletroxidação. Portanto, o processo de EC proporcionou a degradação do poluente CIP(HCl), mantendo a solução tratada isenta de toxicidade e de efeitos biológicos adversos à biota aquática possibilitando seu descarte no meio ambiente, se mantidas as condições operacionais ideais para o funcionamento do reator (pH inicial 9,0, intensidade de corrente 0,8 A e tempo de eletrólise de 75 min).

Os produtos cosméticos e farmacêuticos contendo componentes de origem natural têm aumentado significativamente nos últimos anos. Com o objetivo de utilizar esses componentes como conservante em formulações cosméticas, determinou-se a atividade antimicrobiana do extrato bruto de folhas de Rubus rosaefolius Sm. e suas frações. Aquele de melhor desempenho foi avaliado quanto à toxicidade in vitro e seu comportamento em formulações cosméticas (creme, gel e xampu), relacionado à estabilidade, eficácia do sistema conservante e compatibilidade epidérmica. A atividade antimicrobiana foi determinada pelo método de microdiluição e a concentração de 0,2% (p/v) do extrato bruto apresentou melhor desempenho. O teste de toxicidade do extrato bruto foi realizado por meio do método colorimétrico Cell Titer 96®, MTS, em cultura de queratinócitos humanos, constatando-se índice de citotoxicidade (IC50) de 1,0 mg/mL. As formulações cosméticas contendo o extrato foram analisadas quanto à estabilidade e as de melhor desempenho foram submetidas ao teste de eficácia do sistema conservante, de acordo com os procedimentos descritos na CTFA. O sistema conservante mostrou-se efetivo frente à Escherichia coli IAL 2393 (ATCC 10536), a Pseudomonas aeruginosa IAL 1874 (ATCC 9027), ao Staphylococcus aureus IAL 1875 (ATCC 6548), a Burkholderia cepacia IAL 1834 ATCC (17759) e a Candida albicans IAL 1611 (ATCC 10231). Avaliouse a compatibilidade epidérmica das formulações em equivalentes dermo-epidérmicos, sistema tridimensional cultivados na superfície ar-líquido. Os resultados mostraram que houve diferenças na compatibilidade epidérmica dependendo das características dos componentes das formulações. Concluiu-se que o extrato bruto de folhas de Rubus rosaefolius Sm. a 0,2% (p/v) pode ser utilizado como candidato a conservante em formulações cosméticas, sendo estável e apresentar compatibilidade epidérmica. / Cosmetic and pharmaceuticals products contained natural compounds have increased in the last few years. To verify the use of these compounds as preservative in formulations, the antimicrobial activity from the raw extract of the Rubus rosaefolius Sm. leaves and its fractions was determined. The toxicity in vitro and the behavior in cosmetic formulations (gel, emulsion and shampoo), regarding to the stability, effectiveness of the preservative system, and epidermal compatibility were evaluated in the extract, which had the best preservative action. The antimicrobial activity was determined by the micro dilution method, and the 0.2% concentration (w/v) of the raw extract had the best performance. The toxicity of the extract was analyzed by Cell Titer 96® colorimetric; MTS method in human keratinocytes culture, and the index of cytotoxicity (IC 50) found was 1.0 mg/mL. The cosmetic formulations with the raw extract were analyzed regarding to the stability and the best formulations were submitted to preservative challenge test, according to CTFA procedures. The preservative system was effective against Escherichia coli IAL 2393 (ATCC 10536), Pseudomonas aeruginosa IAL 1874 (ATCC 9027), Staphylococcus aureus IAL 1875 (ATCC 6548), Burkholderia cepacia IAL 1834 ATCC (17759), and Candida albicans IAL 1611 (ATCC 10231). The epidermal compatibility of the formulations was verified by skin (dermo-epidermal) equivalent, three-dimensional system, cultivated in the air-liquid surface. The results showed there were differences in the epidermal compatibility depended on the ingredient of formulation. In conclusion, the raw extract from the Rubus rosaefolius Sm leaves 0.2% (w/v) can be used as preservative candidate in the cosmetic formulations analyzed due to stability and it presented epidermal compatibility.

Os produtos naturais desempenham fundamental importância na descoberta de novos fármacos. Muitos destes fármacos originaram-se de produtos naturais microbianos o que demonstra uma extrema eficiência na habilidade dos micro-organismos de sintetizar substâncias químicas com elevado potencial biológico. Sabe-se que os insetos sociais estão sujeitos a condições climáticas e populacionais que aumentam sua susceptibilidade a parasitas. Assim, estes insetos desenvolveram um mecanismo de defesa evolutivo que consiste na associação simbiótica a bactérias capazes de biossintetizar produtos antimicrobianos contra os patógenos. Dispondo dessas informações, o presente trabalho contribuiu com o estudo dos produtos naturais biossintetizados pela bactéria Paenibacillus polymyxa ALLI-03-01, provável simbionte da espécie de abelha sem ferrão Melipona scutellaris. Os micro-organismos foram isolados de colônias mantidas no Departamento de Biologia da FFCLRP-USP. Todas as linhagens foram testadas contra dois fungos entomopatogênicos - Beauveria bassiana e Metarhizium anisopliae; os que apresentaram atividade antifúngica tiveram seus extratos em acetato de etila e metanol preparados e foram avaliados em ensaios antiparasitários contra Trypanosoma cruzi e Leishmania donovani. A bactéria ALLI-03-01, isolada do alimento larval, foi escolhida para os estudos químicos, pois apresentou satisfatória atividade antifúngica e proeminente atividade antiparasitária. Este micro-organismo foi identificado pelo sequenciamento do gene 16S rRNA como sendo a bactéria Paenibacillus polymyxa, conhecida pela alta capacidade de produção de metabólitos secundários. Para conhecer seu metabolismo, esta bactéria foi cultivada em meio ISP-2 ágar e líquido e do extrato em acetato de etila do cultivo fermentativo de P. polymyxa ALLI-03-01 foi isolado o ácido L-3-fenil lático. As atividades antifúngicas dos padrões comerciais dos ácidos D-(+)- e L-(-)- 3-fenil lático foram testadas frente ao fungo entomopatogênico B. bassiana e apenas o enantiômero L apresentou atividade antifúngica. Do extrato em metanol do cultivo em meio sólido do mesmo micro-organismo foram identificados em mistura, principalmente por MALDI-TOF MS/MS, nove diferentes ciclolipodepsipeptídeos, da classe das Fusaricidinas. As fusaricidinas são conhecidas por apresentarem alta atividade anti-microbiana, que foi comprovada quando duas frações compostas por diferentes fusaricidinas foram testadas frente ao fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae e contra a bactéria patogênica Paenibacillus larvae. As frações apresentaram resultados satisfatórios de inibição contra ambos os patógenos, dessa maneira as fusaricidinas e a produção seletiva do ácido L-3-fenil lático por esta bactéria podem ser vias de proteção da colônia, evitando que patógenos destruam-na e permitindo o desenvolvimento sadio de larvas. Sendo assim, este trabalho relata pela primeira vez a possível relação simbiótica existente entre o micro-organismo Paenibacillus polymyxa ALLI-03-01 e a colônia de abelhas Melipona scutellaris, bem como a produção por este micro-organismo de compostos com alta atividade antimicrobiana que podem exercer o controle de parasitas dentro da colônia, estabelecendo assim, uma possível relação ecológica entre o micro-organismo destacado e as abelhas Melipona scutellaris. / Natural products play an important role in drug discovery. Several drugs have been discovered or developed from microbial natural products hits and leads showing a great efficiency of microorganisms to synthesize compounds with high biological potential. It is known that social insects are subjected to climate and population conditions that increase their susceptibility to parasites. Therefore, these insects have developed an evolutionary defense mechanism consisting in symbiotic association with bacteria capable of biosynthesize antimicrobial products against pathogens. In this context, this study contributed to the knowledge of natural products biosynthesized by the bacterium Paenibacillus polymyxa ALLI-03-01, a probable symbiont of the stingless bee Melipona scutellaris. Microorganisms were isolated from colonies maintained at the Department of Biology of FFCLRP-USP. All strains were tested against two entomopathogenic fungi - Beauveria bassiana and Metarhizium anisopliae; strains that showed antifungal activity had their ethyl acetate and methanol extracts prepared and evaluated against the parasites Trypanosoma cruzi and Leishmania donovani. The bacterium ALLI-03-01, isolated from larval food, was selected for chemical studies, due to its satisfactory antifungal activity and outstanding antiparasitic activity. This microorganism was identified by gene 16S rRNA sequencing as Paenibacillus polymyxa, a bacterium recognized for its ability of biosynthesize secondary metabolities. This bacterium was cultivated in ISP-2 agar and liquid medium and from the ethyl acetate extract of P. polymyxa ALLI-03-01 cultivated in liquid medium L-3-phenyllactic acid was isolated. The antifungal activity of comercial standards of D-(+)- and L-(-)-phenyllactic acid were tested against entomopathogenic fungus B. bassiana and only the L enantiomer presented antifungal activity. Nine cyclo lipodepsipeptides known as fusaricidins were identified in mixture using MALDI-TOF-MS/MS from the methanol extract of ALLI-03-01. The fusaricidins are recognized for their high antimicrobial activity, which was confirmed when two fractions composed by different fusaricidins were tested against the entomopathogenic fungus Metarhizium anisopliae and the pathogenic bacterium Paenibacillus larvae. The fractions showed satisfactory inhibition against both pathogens. Therefore, fusaricidins and selective production of L-3-phenyllactic acid by the bacterium may be colony protection resources, preventing the action of pathogens and allowing healthy larvae development. Therefore, this study reports for the first time a possible symbiotic relationship between Paenibacillus polymyxa ALLI-03-01 and the colony of M. scutellaris bees, as well as production of compounds with high antimicrobial activity by this microorganism that might act as parasite control agents within the colony, establishing a possible ecological relationship between the bacterium and M. scutellaris bees.

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:42:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Miriane Lucas Azevedo.pdf: 711423 bytes, checksum: 1434a3d0c7af1c168d1730ce49dc9d17 (MD5) Previous issue date: 2010-02-28 / Blackberry (Rubus fruticosus) is considered a fruit rich in the phytochemical compounds, mainly phenolic acids and anthocyanins, which have a high potential for antioxidant and are also present L-ascorbic acid, carotenoids and tocopherols. Based on the concentration changes that these compounds undergo during the fruit ripening stages, this work aims to study the changes in the phytochemical profile of blackberry cv. Tupy, grown in temperate climates, in Pelotas, and effects on antioxidant and antimicrobial activity. Were determined five stages of ripening from green to mature through the external color of the fruit, and to confirm the differences between them, each stage was measured physical-chemical, determining total acidity (TA), total soluble solids (SS),ripening index (SS/TA) and instrumental analysis of color (hue angle). With regard to the phytochemical profile were analyzed phenolic compounds, L-ascorbic acid, carotenoids and tocopherols. It can be stated that according to the results of the different ripening stages did not affect significantly (p≤0.05) the total phenolic compounds, catechin and L-ascorbic acid. For the individual phenolic compounds during the fruit development, the derivatives of benzoic acid increased, the same behavior occurs with epicatechin, that among these is composed of higher concentration, the levels of cinnamic acid derivatives showed a different behavior, there fall of these levels. Anthocyanins increased during the fruit ripening, detaching the cyanidin-3-glucoside. The carotenoids and tocopherols decreased during ripening. One can conclude that it is possible to mount a phytochemical profile of blackberry cv. Tupy, grown in temperate climates, to differentiate their ripening stages, but it is necessary to carry out several determinations, since it is not possible to say which assessment contributed most to the differentiation of stages along the ripening. Another observation concerns the antioxidant activity increased during ripening, in vitro and in vivo, but noted that it is not possible to determine which compound has a higher antioxidant capacity in isolation, but found that there was a synergism between the phytochemical compounds present in fruit, which vary over the course of its development. Likewise, we can not say if there was an increase in antimicrobial activity over the course of ripening, and even if there was a specific secondary compound responsible for this antimicrobial activity, but that it exists, since the bacterium Salmonella enteritidis showed sensitivity to the extracts but with different answers. / Amora-preta (Rubus fruticosus) é considerada um fruto rico em compostos fitoquímicos, principalmente ácidos fenólicos e antocianinas, que possuem um elevado potencial antioxidante e também estão presentes ácido L-ascórbico, carotenóides e tocoferóis. Com base nas mudanças de concentração que esses compostos sofrem ao longo dos estádios de amadurecimento do fruto, este trabalho tem por objetivo estudar as alterações no perfil fitoquímico da amora-preta cv. Tupy, cultivada em clima temperado, na região de Pelotas, e os efeitos na capacidade antioxidante e antimicrobiana. Foram determinados cinco pontos de maturação do verde ao mais maduro, através da coloração externa do fruto, e para confirmar as diferenças entre estes, cada estádio foi avaliado físico-químicamente, determinandose acidez total titulável (AT), sólidos solúveis totais (SS), índice de maturação (SS/AT) e análise instrumental da cor (ângulo hue). Com relação ao perfil fitoquímico foram analisados os compostos fenólicos, ácido L-ascórbico, carotenóides e tocoferóis. Pode-se afirmar que de acordo com os resultados os diferentes estádios de maturação não afetaram significativamente (p≤0,05) os compostos fenólicos totais, a catequina e o ácido L-ascórbico. Para os compostos fenólicos individuais ao longo do desenvolvimento dos frutos, os derivados do ácido benzóico aumentaram, o mesmo comportamento ocorre com a epicatequina, que dentre todos é o composto de maior concentração, os teores dos derivados do ácido cinâmico apresentaram um comportamento diferenciado, houve queda destes teores. As antocianinas aumentaram ao longo da maturação do fruto, destacando a cianidina-3-glicosídeo. Os carotenóides e os tocoferóis decresceram no decorrer da maturação. Pode-se concluir que é possível montar um perfil fitoquímico da amora-preta cv. Tupy, cultivada em clima temperado, para diferenciar seus estádios de maturação, porém é necessária a realização de diversas determinações, uma vez que não é possível afirmar qual avaliação contribuiu em maior parte para a diferenciação dos estádios ao longo da maturação. Outra observação, diz respeito à atividade antioxidante que aumentou ao longo da maturação, tanto in vitro quanto in vivo, contudo foi observado que não é possível determinar qual composto tem maior capacidade antioxidante isoladamente, mas sim foi verificado que há um sinergismo entre os compostos fitoquímicos presentes no fruto, que variam ao decorrer do seu desenvolvimento. Da mesma maneira, não podemos afirmar se houve um aumento na atividade antimicrobiana ao decorrer da maturação, e nem se houve um composto secundário específico responsável por esta atividade antimicrobiana, mas sim que esta existe, uma vez que a bactéria Salmonella Enteritidis mostrou sensibilidade aos extratos, porém com diferentes respostas.

L’étude physicochimique de trois lichens récoltés en Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata et Cladonia incrassata, a permis d’isoler et de caractériser 16 composés issus du métabolisme secondaire. Dans un premier temps, ces lichens ont été sélectionnés lors d’un criblage analytique préliminaire réalisé sur 17 espèces. L’activité antimicrobienne des extraits acétoniques a été évaluée, puis leur fractionnement bioguidé a été mis en œuvre. Les deux isomères de l’acide usnique, 3 dibenzofuranes, 4 depsides, 3 depsidones, un acide aliphatique, un phtalide et un stérol ont été isolés. Une xanthone trichlorée, la cladoxanthone A, a été extraite et identifiée pour la première fois à partir d’une source naturelle. L’effet de tous les composés a été évalué sur Staphyloccocus aureus par bioautographie. Pour les produits isolés en quantité suffisante, des tests de dilution en milieu liquide ont permis de déterminer leurs CMI, en comparaison avec le Phénonip®, conservateur couramment utilisé dans l’industrie cosmétique. Les acides didymique et condidymique en particulier s’avèrent être de bons candidats pour une utilisation en tant que conservateurs. Dans un second temps, compte tenu de leur potentielle application industrielle, nous avons exploré des voies de synthèse de l’acide usnique et de la cladoxanthone A. Ainsi, la préparation de l’intermédiaire clé pour l’accès à l’acide usnique a été optimisée et les premiers essais de couplage en présence d’une porphyrine sont encourageants. De même, les voies de synthèse proposées et mises en œuvre pour la cladoxanthone A sont prometteuses. / Phytochemical study of three lichens collected in Limousin, Usnea florida, Flavoparmelia caperata and Cladonia incrassata, led to the isolation and the structural identification of 16 secondary metabolites. First, these lichens were chosen after a preliminary screening performed on 17 species. Antimicrobial activity of acetone extracts was evaluated and bioassay-guided fractionation was performed. The two isomers of usnic acid, 3 dibenzofurans, 4 depsides, 3 depsidones, one aliphatic acid and one sterol were isolated. A trichlorinated xanthone, named cladoxanthone A, was extracted and identified for the first time in a natural source. A bioautographic protocol was used to evaluate antibacterial activities of these compounds on Staphylococcus aureus. MICs of the products obtained in sufficient amounts were determined by a broth microdilution method in parallel with Phenonip®, a preservative commonly used in cosmetic industry. Didymic and condidymic acids were found to be good candidates for use as preservatives. Secondly, owing to their potential industrial application, we explored synthetic routes for usnic acid and cladoxanthone A. Thus, the preparation of the key intermediate for access to usnic acid was optimized and the first coupling tests in the presence of a porphyrin were encouraging. Similarly, the proposed synthetic routes for cladoxanthone A are promising.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Lippia alba (Mill.) N. E. Brown is a native medicinal plant of South America. Known popularly as false-melissa , its leaves and roots are used in the treatment of some illnesses, including some of infective etiology. The presence of essential oils, among other metabolites with recognized antimicrobial activity, can explain its medicinal use. This paper describes the chemical analyses and antimicrobial activity of the essential oils from Lippia alba at different seasons of the year, as well as the bio-guided fractionation, the isolation and the structure elucidation of its main constituents. Lippia alba was cultivated in São Luiz Gonzaga, RS, Brazil, and its leaves were collected in 2005 and 2006 in the middle period (January, April, July and October) of each season. A voucher specimen (SMDB n° 10.050) was deposited in the herbarium of the Department of Biology, UFSM. The extraction of the essential oils was performed by the hydrodistillation method of fresh leaves. The oils were analyzed by GC-MS and their constituents were identified by the comparison of Kovat s retention indexes and mass spectra with literature data. The essential oil was fractionated by CC over silica gel for the isolation of germacrene D-4-ol and linalool, both identified by GC-MS, 13C and 1H NMR, DEPT-135, COSY and HETCOR. The antimicrobial activity of the essential oils, fractions and isolated compounds were determined by the broth microdilution method. The essential oil showed qualitative and semi-quantitative variability in relation to the seasons of the year. The yield ranged from 0.3 to 0.6%, being lower in winter and higher in summer, autumn and spring. The essential oil was composed of monoterpenoids (69 - 84%) and sesquiterpenoids (6 - 24%), being most of them oxygenated and hidrocarbonated, respectively. Moreover, the major compounds (> 15%) were not the same between the years of the analysis. The seasonal variability influenced the antimicrobial activity of the essential oils. With the exception of P. aeruginosa, all other microorganisms were susceptible to the essential oil. The most sensitive ones were S. cerevisiae (MIC and MFC of 800 μg/mL for the oil obtained in January), S. aureus (MIC of 800 μg/mL and MBC of 1600 μg/mL for the oils obtained in April and July) and K. pneumoniae (MIC and MFC of 1600 μg/mL for the oil extracted in July). In view of the antimicrobial activity, winter and summer are the best seasons for the collection and extraction of essential oils. The bio-guided fractionation of the essential oil showed that the fractions containing greater amounts of oxygenates are more active than those containing hydrocarbon compounds. Germacrene D-4-ol presented activity against S. cerevisiae (MIC and MFC of 200 μg/mL), P. zopfii (MIC and MFC of 400 μg/mL) and S. aureus (MIC and MBC of 800 μg/mL), while linalool was inactive against the tested microorganisms up to 3200 mg/mL. / Lippia alba (Mill.) N. E. Brown é uma planta medicinal nativa da América do Sul. Conhecida popularmente como falsa-melissa , suas folhas e raízes são empregadas no tratamento de várias doenças, incluindo algumas de etiologia infecciosa. A presença dos óleos essenciais, entre outros metabólitos com reconhecida atividade antimicrobiana, pode explicar o seu uso como medicinal. Este trabalho descreve a analise química e a atividade antimicrobiana dos óleos essenciais de Lippia alba nas diferentes estações do ano, bem como o fracionamento bio-guiado, o isolamento e a elucidação estrutural dos seus principais constituintes. Lippia alba foi cultivada no município de São Luiz Gonzaga, RS, Brasil, e suas partes aéreas foram coletadas no período médio de cada estação (janeiro, abril, julho e outubro) durante o ano de 2005 e 2006. Material testemunha (SMDB n° 10.050) encontra-se depositado no Herbário do Departamento de Biologia da UFSM. Para a realização dos experimentos, foram utilizadas as folhas frescas. A extração dos óleos essenciais foi realizada pelo método da hidrodestilação. Os óleos foram analisados por CG-EM e seus constituintes identificados pela comparação dos índices de retenção de Kovats e espectros de massas com dados da literatura. O óleo essencial também foi fracionado por CC sobre gel de sílica até o isolamento do germacreno D-4- ol e do linalol, ambos identificados por CG-EM, RMN 13C e 1H, DEPT-135, COSY e HETCOR. A atividade antimicrobiana dos óleos essenciais, das frações e das substâncias isoladas foi determinada pelo método de microdiluição em caldo. O óleo essencial apresentou variabilidade qualitativa e semiquantitativa em relação às estações do ano. O rendimento variou na ordem de 0,3 a 0,6%, sendo menor no inverno, e maior no verão, outono e primavera. O óleo essencial foi composto de monoterpenóides (69 - 84%) e sesquiterpenóides (6 24%), sendo a maioria deles oxigenados e hidrocarbonados, respectivamente. Os compostos majoritários (>15%) não foram os mesmos entre os diferentes anos de análise. A variabilidade sazonal, por sua vez, influenciou a atividade antimicrobiana dos óleos essenciais. Com exceção de P. aeruginosa, todos os outros microorganismos foram sensíveis ao óleo essencial de pelo menos uma estação. Os microorganismos com menor CIM foram S. cerevisiae (CIM e CFM de 800 μg/mL para o óleo obtido em janeiro), S. aureus (CIM de 800 μg/mL e CBM 1600 μg/mL para os óleos obtidos em abril e julho) e K. pneumoniae (CIM e CBM de 1600 μg/mL para o óleo extraído em julho). Tendo em vista a atividade antimicrobiana, o inverno e o verão constituem as melhores épocas para a coleta e extração dos óleos essenciais. O fracionamento bio-guiado do óleo essencial mostrou que frações contendo maiores quantidades de compostos oxigenados são mais ativas do que aquelas contendo compostos hidrocarbonados. Germacreno D-4-ol apresentou atividade contra S. cerevisiae (CIM e CFM de 200 μg/mL), P. zopfii (CIM e CFM de 400 μg/mL) e S. aureus (CIM e CBM de 800 μg/mL), ao passo que linalol foi inativo contra os microorganismos testados até a concentração de 3200 mg/mL.

Seafood permits the transmission of many bacterial pathogens. In order to reconcile consumer demands with important safety standards, traditional means of regulating microbial spoilage and safety hazards in foods are combined with novel technologies. These include biological antimicrobial systems, such as the use of lactic acid bacteria (LAB) and/or their bacteriocins, such as Carnobacterium maltaromaticum CS526 and its bacteriocin piscicocin CS526. The aims of this study were to investigate the presence of Listeria monocytogenes in temperate seafood, namely fresh and smoked salmon, fresh and smoked haddock, and fresh mussels and oysters. Additionally, there was an aim to recover, characterise and use bacteriocin-like-substance to control Listeria monocytogenes in cold smoked haddock. Vibrio spp., Enterobacteriaceae representatives, total aerobic heterotrophic counts and Listeria monocytogenes were isolated from commercially prepared smoked and fresh Atlantic salmon, smoked and fresh haddock, live mussels and oysters using selective media and tryptone soya agar (TSA). Vibrio spp. occurred in high densities (>106 CFU gˉ1) in mussels and Enterobacteriaceae representatives were recorded at >106 CFU gˉ1 in fresh salmon. Total aerobic heterotrophic counts in fresh salmon, live mussels and oysters reached 107, > 107, and > 106 CFU gˉ1, respectively. Listeria monocytogenes was recorded at 5.0 x 104 CFU gˉ1 in mussels. In total sixty one bacterial isolates were recovered from the seafood examined. The results revealed 19 genera of bacteria, i.e. Acinetobacter, Aerococcus, Aeromonas, Bacillus, Brochothrix, Carnobacterium, Citrobacter, Corynebacterium, Enterobacter, Escherichia coli, Moraxella, Micrococcus, Pseudomonas, Psychrobacter, Serratia, Shewanella, Staphylococcus, Vibrio and Listeria. The prominent characteristics of fish spoilage isolates were demonstrated by the ability of the isolates to reduce trimethylamine oxide (TMAO) to trimethylamine, and to produce H₂S. Sh. baltica OS185, Aeromonas spp. HB-6, Sh. baltica, Sh. putrefaciens, A. hydrophila HX201006-3, A. salmonicida subsp. achromogenes, A. hydrophila, C. freundii, Enterobacter cloacae were strong producers of TMA and H₂S. The spoilage microorganisms were tested for potential pathogenicity. The result revealed that 6/15 of the spoilage microorganisms produced proteolytic, lecithinase, blood (β and α haemolysin) and elastinase activity, respectively, whereas 7/15 of the spoilage microorganisms showed lipolytic activity. Cell free supernatants, ammonium sulphate precipitated supernatants and semi-purified bacteriocin-like substances of Carnobacterium maltaromaticum MMF-32 and KOPRI 25789 producing strains isolated from commercially prepared smoked salmon were investigated for their potential antimicrobial activity against potentially pathogenic and food spoilage microorganisms. Generally, a broad spectrum of activity was revealed against potentially pathogenic and food spoilage microorganisms in vitro. Cold-smoked haddock treated with bacteriocin producing C. maltaromaticum MMF-32, C. piscicola A9b bacˉ phenotype nonbacteriocin producing strain a mutant of C. piscicola A9b bac+, cell free supernatants, ammonium sulphate precipitated supernatants and semi-purified bacteriocin-like substances was challenged with L. monocytogenes ATCC 19114 up to 103 CFU gˉ1, respectively. Samples were stored at 4 °C for 10 days. L. monocytogenes and total bacterial counts were determined along with changes in total volatile base nitrogen (TVBN) and biogenic amines production as well as texture, colour and odour. Although the study on anti-listerial effects of C. maltaromaticum MMF-32 was not successful, this organism did have a positive effect on retention of firmness and sensory perception in cold smoked haddock.