Les substances synthétisées par les bactéries du genre Bacillus présentent un grand intérêt en raison de leurs nombreuses activités antimicrobiennes. L’objectif de ce travail a consisté à mettre au point un protocole analytique fiable pour extraire ces substances, et les caractériser par spectrométrie de masse et par leurs activités biologiques. Une première approche par spectrométrie de masse MALDI-ToF ne nous a pas donné de résultats satisfaisants en raison d’un phénomène de suppression spectrale. Une seconde stratégie d’étude combinant deux techniques analytiques a alors été envisagée. Les composés et les familles lipopeptidiques ont d’abord été séparés par chromatographie liquide analytique et analysés en ligne en mode de couplage ESI-IT. Ensuite les fractions collectées ont été caractérisées par spectrométrie de masse MALDI-Q-ToF (et ESI-Q-ToF) pour déterminer les masses exactes et obtenir des spectres de fragmentation complémentaires des premiers. Ce procédé nous a permis d’établir des critères d’identification des composés et des familles de lipopeptides de structures connues. Cette caractérisation est basée sur des temps de rétention en chromatographie, des mesures de masses exactes et sur des schémas de fragmentations. Nous avons fait de même avec les composés non identifiés et ensuite évalué leur activité biologique en réalisant des tests de diffusion sur agar. Cette stratégie d’étude permet de faire un criblage de l’ensemble des biomolécules produites par des souches de Bacillus et de relier une structure à une activité biologique. Ce protocole, mis au point pour des cultures réalisées en milieu liquide, a ensuite été adapté aux cultures sur boîtes de Pétri pour pouvoir analyser les composés produits à l’échelle de la colonie bactérienne. / Compounds produced by Bacillus bacteria present a major interest because of their biological activities. The aim of this work was to develop a reliable analytical methodology to extract these compounds, and to characterize them by mass spectrometry and by their biological activities. A first approach by MALDI-ToF mass spectrometry doesn’t give satisfactory results because of strong spectral suppression effects. Therefore, we have designed a second strategy which combined two analytical technologies. First, compounds and lipopeptides families were separated by analytical liquid chromatography and analysed by ESI-IT. Then, collected fractions were characterized by MALDI-Q-ToF (and ESI-Q-ToF) in order to determine accurate mass measurements and obtain complementary product ion spectra. This process led us to establish identification criteria of compounds and lipopeptides families which have known structures. This characterization is based of retention times in chromatography, accrurate mass measurements and fragmentation schemes. We have achieved the same experiments with non identified compounds and then assessed their biological activity by agar well diffusion test.This strategy allows to obtain a screening of whole of the biomolecules produced by bacillus strains and establishes a link between structure and biological activity. This methodology, designed for cultures in liquid medium, was then adapted to cultures in Petri disches in order to analyse compounds producted at the bacterial colony scale.

Nesta dissertação são apresentadas a síntese e caracterização de duas novas substâncias, consideradas aqui como metalo-fármacos em potencial: o composto iônico (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O e o complexo [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O, obtidos através da reação entre RuIII e a fluoroquinona ciprofloxacina em diferentes condições de síntese (meio ácido ou neutro e refluxo, respectivamente). O espectro ESI MS em modo positivo de (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O exibiu um pico principal em m/z = 994,6 que foi atribuído ao aduto (ciprofloxacina)3.H+ em fase gasosa, enquanto [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O apresentou picos m/z em 1093,3 e 547,1, atribuídos aos íons [Ru(C17H17FN3O3)3].H+ e [Ru(C17H17FN3O3)3].2H+, respectivamente. Os resultados de análise térmica estão em concordância com os conteúdos de água propostos para as duas substâncias. Os espectros de absorção em meio aquoso são dominados pelas transições da ciprofloxacina na região UV. Não obstante, duas bandas foram observadas em 421 e 496 nm no caso de (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O, e atribuídas à transição de transferência de carga e à transição d-d, respectivamente; no caso de [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O, apenas um ombro largo em torno de 450 nm foi observado na região do Visível, tendo sido atribuído à uma transição d-d. O voltamograma cíclico deste complexo exibiu um processo quase-reversível em 0,25 V (versus EPH) enquanto o composto iônico apresentou o mesmo processo em 0,11 V, sugerindo que, neste caso, o íon central de rutênio é estabilizado no estado de oxidação III através da coordenação dos átomos de oxigênio das três unidades de ciprofloxacina. O complexo de coordenação é estável por mais de 48 horas em pH fisiológico, estomacal e intestinal. Ambos foram incubados nas condições estomacais (pH = 1,5 e temperatura = 370C) e não causaram diminuições significativas nos valores de pH. / This work presents the synthesis and characterization of two potential new metallodrugs, the ionic (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O and the coordination [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O compounds, by combining ruthenium (III) and the fluoroquinolone ciprofloxacin in different synthetic conditions (acid media or neutral and reflux conditions, respectively). The ESI MS (positive mode) spectrum of the ionic compound displayed a main peak at m/z = 994.6, which was assigned to the gaseous phase adduct (ciprofloxacin)3.H+, while the coordination compound featured peaks at m/z 1093.3 and 547.1 ascribed to the singly and doubly charged ions [Ru(C17H17FN3O3)3].H+ and [Ru(C17H17FN3O3)3].2H+, respectively. Thermal analysis corroborated the proposed water content for both complexes. The absorption spectra of the compounds in aqueous medium are dominated by the ciprofloxacin transitions in the UV region but two bands were observed at 421nm and 496nm for the ionic compound, assigned to a charge transfer and d-d transitions. In the case of the coordination compound only a broad shoulder around 450 nm was observed in the visible region, also assigned to a ligand field transition The cyclic voltammograms of the [Ru(C17H17FN3O3)3] complex exhibited a quasi-reversible process ascribed to the Ru(II) / (III) redox pair at -0.25 V (vs SHE) while compound (C17H19FN3O3)3[RuCl6] displayed this process at -0.11V, showing that the central ruthenium ion is stabilized in the (III) oxidation state by the coordination to the hard oxygen atoms of the ciprofloxacin ligand. The coordination compound is stable under physiological, stomachal and intestinal pH over 48 hours. Both compounds are stable incubated under stomachal conditions (pH=1.5 and 37oC) without significant pH lowering.

Lectinas são proteínas cuja principal característica é a de se ligar específica e reversivelmente a carboidratos. BanLec é a lectina presente na polpa de bananas, que se liga especificamente a manose e glicose, e é capaz de induzir a proliferação de células T, podendo estimular a resposta imune. Existem indícios de que o teor de BanLec pode variar dependendo do estádio de amadurecimento e do tipo de cultivar, o que pode afetar a quantidade de BanLec existente na fruta quando consumida in natura e a possível resposta imune frente ao consumo de banana. Por este motivo, um dos objetivos desse trabalho foi determinar os teores e a atividade hemaglutinante de BanLec em extratos de farinha de banana verde, além de bananas das cultivares Pacovan, Figo, Terra, Mysore e Nanicão, nos estádios de maturação verde e maduro, e submetidas a tratamento com 1-MCP e baixa temperatura (para cv. Nanicão). Com vista a atender ao objetivo de avaliar seus efeitos imunomoduladores in vivo, a BanLec foi purificada da cultivar Nanicão e administrada por via oral a camundongos BALB/c. Os ensaios de atividade hemaglutinante dos extratos de banana apontaram para maior quantidade de BanLec no fruto maduro, quando comparado ao verde, e ausência dessa proteína na cultivar Figo. Os parâmetros imunológicos analisados após administração de BanLec aos camundongos demonstram que a resposta imune gerada após ingestão de BanLec é dose dependente, além disso, a administração de 50 µg de BanLec aos animais foi capaz de modular citocinas importantes na resposta imunológica, provavelmente causando um efeito que pode ser interpretado como mais protetor do que patogênico. Com base nos resultados obtidos, podemos concluir que existem diferenças nos teores de BanLec dependendo da cultivar e estádio de maturação analisado, sendo que essa proteína não está presente na polpa de todas as variedades de banana e finalmente, que ela tem grande potencial imunomodulador in vivo, uma vez que ativou citocinas de resposta anti-inflamatória. / Lectins are proteins which bind specifically and reversibly to carbohydrates. BanLec is the lectin present in banana pulp, and it binds to mannose and glucose, being capable of inducing T-cell proliferation, and to stimulate the immune response. There are some evidence that the amount of BanLec may vary depending on the maturation stage of the fruit and the cultivar (cv.), which may affect the amount of BanLec and the possible immune response after consumption of banana. Thus, this study aimed to evaluate the amount of BanLec and its hemagglutinating activity in crude extracts of bananas from cultivars Pacovan, Figo, Terra, Mysore and Nanicão, in both unripe and ripe maturation stage, and also fruits which were treated with 1-MCP and low temperature. In addition, in order to access their immunomodulatory effects in vivo, BanLec was purified by affinity chromatography and administered orally to BALB/c mice. The hemagglutinating activity assays indicate higher amount of BanLec in ripe fruit. Moreover, the possible was undetectable in the pulp of banana Figo. The immunological parameters of mice orally fed with BanLec showed that the immunological response is dependent on the amount of protein administrated, in agreement to previous in vitro studies. Besides, 50 µg of BanLec, were able to modulate some cytokines in immune response, causing an effect that seems to be more protective than pathogenic. We conclude that there are important differences in amount of BanLec depending on the cultivar and the maturation stage, and BanLec has a dose-dependent immunomodulatory effect in vivo.

O objetivo deste trabalho foi produzir pigmentos em pó a partir dos subprodutos de vinificação da uva tinta, variedade Bordô (Vitis labrusca), através da secagem em spray dryer utilizando maltodextrina como agente carreador. Foram estudados os efeitos das condições de processo sobre algumas propriedades físico-químicas, além da estabilidade e da atividade biológica do material obtido. Extratos etanólicos das cascas e sementes da uva foram obtidos e concentrados até um terço do volume inicial. Este extrato foi então misturado com o agente carreador maltodextrina 10 DE nas concentrações de 10, 20 ou 30% e atomizado em spray dryer, com vazão de alimentação de 44 mL/min e temperaturas do ar de entrada de 130, 150 ou 170°C, num total de nove ensaios. Além disso, foi obtida uma amostra de extrato concentrado liofilizado, sem a presença do agente carreador, para efeito de comparação. Avaliou-se o rendimento do processo de atomização; e para as amostras obtidas determinou-se o teor de umidade, retenção de antocianinas, higroscopicidade e solubilidade em água, a fim de verificar a influência das condições de processo sobre essas características. Estas amostras também foram avaliadas quanto à morfologia, distribuição do tamanho de partículas e isotermas de sorção de umidade. Todas as amostras obtidas (atomizadas e liofilizada) foram avaliadas quanto à cor instrumental, espectroscopia de infravermelho, estabilidade durante a estocagem, presença de compostos bioativos (fenólicos, flavonóides, antocianinas e proantocianidinas), além de atividade antioxidante, antimicrobiana e de inibição da arginase de Leishmania. As condições de processo avaliadas (temperatura de secagem e concentração de agente carreador) tiveram forte influência nas características estudadas. O teor de umidade, a retenção de antocianinas, a morfologia e o tamanho das partículas, foram bastante influenciados pela temperatura de secagem e pela concentração de agente carreador, enquanto que a higroscopicidade sofreu maior influência da concentração de agente carreador. Esse parâmetro também apresentou grande influência nas isotermas de sorção de umidade das amostras. Não houve grande interferência do processo de secagem na composição química do material obtido, evidenciada pelos espectros de infravermelho. Quanto à avaliação da estabilidade durante a estocagem, foi observado que as amostras contendo maltodextrina conservaram mais as antocianinas e a cor, quando comparadas com as amostras sem carreador e os extratos líquidos, indicando, que o processo de secagem e a presença do carreador, promoveram um efeito protetor aos compostos e sua cor. Todas as amostras apresentaram altos teores de flavonóides totais, antocianinas, proantocianidinas e elevados valores de atividade antioxidante variando de 314,06 a 441,04 µmolesTE/g de extrato seco pelo método DPPH e de 993,32 a 1138,68 µmolesTE/g de extrato seco pelo método FRAP. Apresentaram atividade antimicrobiana principalmente contra Staphylococcus aureus e Listeria monocytogenes. Além disso, tiveram grande capacidade de inibir a enzima arginase de Leishmania com porcentagem de inibição variando de 54,60 a 83,43%. Os resultados encontrados sugeriram que o processo de secagem em spray dryer com maltodextrina, dos extratos obtidos dos subprodutos da uva Bordô, produziu pós com diversas características interessantes, como baixa higroscopicidade, alta solubilidade e estabilidade, além de grande potencial biológico. Tais resultados evidenciam que este subproduto da indústria vinícola pode ser aproveitado como fonte natural de ingredientes funcionais. / The aim of this work was to produce powder pigments from grape byproducts of Bordo variety (Vitis labrusca) by spray drying using maltodextrin as carrier agent. The effects of process conditions on some physicochemical properties, stability and biological activity of the product were studied. Ethanol extracts were obtained from grape pomace (skins and seeds) and concentrated to one-third the initial volume. This extract was then mixed with the carrier agent 10 DE maltodextrin at concentrations of 10, 20 or 30% and atomized in a spray dryer, with feed flow rate of 44 mL/min and inlet drying air temperatures of 130, 150 or 170°C a total of nine tests. In addition, a sample of freeze-dried concentrated extract without carrier agent was obtained for comparison. It was evaluated process yield and the samples obtained were initially evaluated for moisture content, anthocyanins retention, hygroscopicity and solubility in water, in order to verify the influence of process conditions on these characteristics. These samples were also evaluated for morphology, particle size distribution and moisture sorption isotherms. All samples (spray-dried powders and freeze-dried extract) were evaluated for instrumental color, infrared spectroscopy, stability during storage, presence of bioactive compounds (phenols, flavonoids, anthocyanins and proanthocyanidins) plus antioxidant activity, antimicrobial activity and inhibition of Leishmania arginase. Process conditions evaluated (inlet drying air temperature and carrier agent concentration) had a strong influence on the characteristics studied. The moisture content, anthocyanin retention, morphology and particle size of the samples were strongly influenced by drying temperature and carrier agent concentration while the hygroscopicity suffered greater influence of the carrier agent concentration. The concentration of carrier agent also had great influence on the moisture sorption isotherms of the samples. There was no significant interference of the drying process on the chemical composition of the material evidenced by infrared spectroscopy. Regarding the evaluation of stability during storage, it was observed that the samples containing maltodextrin, retained much more anthocyanins and original color when compared with the sample without a carrier or liquid extracts, indicating both, the drying process and the presence of carrier, promoted a protective effect to the compounds and its color. All samples showed high levels of flavonoids, anthocyanins, proanthocyanidins and high levels of antioxidant activity ranging from 314.06 to 441.04 µmolTE/g of extract (dry weight), by DPPH and 993.32 to 1138.68 µmolTE/g of extract (dry weight) by FRAP method. Most samples showed antimicrobial activity against Staphylococcus aureus and Listeria monocytogenes. Moreover, had great ability to inhibit the enzyme arginase of Leishmania with inhibition percentage ranging from 54.60 to 83.43%. The results suggest that the drying process of Bordo grape pomace extracts in a spray dryer with maltodextrin, produced powders with various interesting characteristics such as low hygroscopicity, high solubility and stability, and large biological potential. This shows that this byproduct of wine industry can be used as a natural source of functional ingredients.

O presente projeto teve por objetivo a otimização das condições de cultivo do fungo endofítico Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. para incrementar a produção de metabólitos secundários com atividades antibacteriana, antifúngica, antiparasitária e antitumoral. O fungo foi cultivado em meio líquido em duas etapas distintas, primeiramente em 200 mL de meio pré-fermentativo de Jackson por 48 horas a 30 °C sob agitação constante (120 rpm), e posteriormente, reinoculando a massa micelial assepticamente obtida na etapa pré-fermentativa, em 400 mL de meio fermentativo Czapek, seguido de reincubação a 30 °C sob agitação constante (120 rpm). Após filtração do fluido da cultura e partição com solventes orgânicos obteve-se os extratos, aceto etílico, butanólico, etanólico e aquoso. A condição de cultivo padrão, cultivo inicial em meio fermentativo Czapek, foi realizada por 20 dias de incubação. Os extratos provenientes desta condição de cultivo foram avaliados quanto às atividades antibacteriana e antifúngica. O extrato aceto etílico apresentou, nesta condição de cultivo, a melhor atividade antibacteriana com concentração inibitória mínima (CIM) de 270 ?g/mL para Escherichia coli, não sendo observada atividade antifúngica nestes extratos. Após avaliação inicial foram realizadas modificações na condição de cultivo padrão em meio fermentativo, objetivando a otimização da atividade antibacteriana, anteriormente reportada. Avaliou-se as variáveis, período de incubação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio, pH, temperatura e proporção carbono/nitrogênio do meio, respectivamente. Cada variável foi aferida realizando ensaios de CIM dos extratos provenientes dos diferentes cultivos realizados, selecionando a melhor condição para a otimização da variável seguinte. A melhor condição para a produção de metabólitos secundários com atividade antibacteriana foi obtida em 9 dias de incubação utilizando-se sacarose (3,1%) como fonte de carbono e nitrato de sódio (0,1%) como fonte de nitrogênio, em pH 4 a 30 °C com valor de CIM de 90 ?g/mL para Escherichia coli e P. aeruginosa atividade esta superior a detectada sob a condição de cultivo padrão. Para a atividade antifúngica, anteriormente não detectada, a melhor condição de cultivo foi com a utilização de sacarose (3,1%) e nitrato de sódio (0,1%) em pH 4 a 30 °C para Aspergillus fumigatus (CIM de 130 ?g/mL) e sacarose (3,0%) e nitrato de sódio (0,2%), em pH 4 a 30 °C para Candida albicans ( CIM de 140 ?g/mL). A melhor condição de cultivo para a produção de metabólitos secundários com atividade antitumoral foi obtida com a utilização de sacarose (3,0%) como fonte de carbono e nitrato de sódio (0,2%) como fonte de nitrogênio, em pH 4 a 30 °C para as três linhagens tumorais humanas avaliadas (HCT-8, MDA-MB435 e SF295) nas quais detectou-se 100% de inibição de crescimento celular, esta condição foi também responsável pela melhor atividade inibitória da enzima APRT de L. tarentolae, apresentando 66,41% de inibição, indicando possível atividade antiparasitária. A otimização de condições de cultivo do fungo Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. mostrou-se relevante para a produção de metabólitos secundários bioativos. / The purpose of the current project was to optimize the conditions of culture of the endophytic fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. in order to increase the production of secondary metabolites with antibacterial, antifungal, antiparasitary and antitumor activities. The fungus was cultivated in a liquid medium in two different steps; first, in 200 mL of Jackson pre-fermentative medium for 48 hours at 30 °C, under constant agitation (120 rpm), and subsequently, reinoculating the mycelial mass aseptically obtained in the pre-fermentative step in 400 mL of Czapek fermentative medium, followed by reincubation at 30 °C under constant agitation (120 rpm). After filtration of the culture fluid and partition with organic solvents, the following extracts were obtained: acetyl ethylic, buthanolic, ethanolic and aqueous. The standard culture condition, initial culture in Czapek fermentative medium, was performed during 20 days of incubation. The extracts obtained from this culture condition were evaluated regarding the antibacterial and antifungal activities. The acetyl ethylic extract presented, in this culture condition, the best antibacterial activity, with a Minimum Inhibitory Concentration (MIC) of 270 ?g/mL for Escherichia coli; antifungal activity was not observed in this extracts. After the initial evaluation, modifications in the standard culture condition in fermentative medium were performed, aiming to optimize the previously reported antibacterial activity. The following variables were assessed: incubation period, carbon source, nitrogen source, pH, temperature and proportion of carbon/nitrogen in the medium. Each variable was evaluated using MIC assays of the extracts obtained from the different cultures performed, allowing the selection of the better condition for the variable optimization. The best condition for the production of secondary metabolites with antibacterial activity was obtained in 9 days of incubation, using sucrose (3.1%) as the carbon source and sodium nitrate (0.1%) as the nitrogen source, in pH 4 at 30 °C, with a MIC value of 90 ?g/mL for Escherichia coli and P. aeruginosa, which was superior to the activity detected under the standard culture condition. For the antifungal activity, previously undetected, the best culture condition was obtained using sucrose (3.1%) and sodium nitrate (0.1%) in pH 4 at 30 °C for Aspergillus fumigatus (MIC of 130 ?g/mL), and sucrose (3.0%) and sodium nitrate (0.2%), in pH 4 at 30 °C for Candida albicans (MIC of 140 ?g/mL). The best culture condition for the production of secondary metabolites with antitumor activity was obtained using sucrose (3.0%) as the carbon source and sodium nitrate (0.2%) as the nitrogen source, in pH 4 at 30 °C, for the three human tumor cell lines assessed (HCT-8, MDA-MB435 and SF295), in which 100% of cell growth inhibition was detected; this condition also accounted for the best inhibitory activity of the enzyme APRT of L. tarentolae, presenting 66,41% of inhibition, indicating possible antiparasitary activity. The optimization of the culture conditions for the fungus Arthrinium state of Apiospora montagnei Sacc. proved to be relevant for the production of bioactive secondary metabolites.

Este trabalho teve como objetivo a síntese e a caracterização de bases de Schiff biopoliméricas e alguns de seus complexos metálicos formados a partir do biopolímero quitosana. Na primeira etapa do trabalho foram utilizados o salicilaldeído e seus derivados, 5-metóxisalicilaldeído e 5-nitrosalicilaldeído para produzir as bases de Schiff biopoliméricas com a quitosana (GD = 90,4 %, Mw =223 kDa), as quais foram utilizadas para a síntese dos complexos de Zn(II), Pd(II) e Pt(II). Na segunda etapa, bases de Schiff biopoliméricas anfifílicas foram sintetizadas utilizando as quitosanas (GD = 90,4 e 89%, Mw = 223 e 64 kDa), e o grupo hidrofóbico salicilaldeído bem como o grupo hidrofílico 2,3-epóxi-1-propanol (glicidol). E esses ligantes também foram utilizados para complexar os metais Zn(II), Pd(II) e Pt(II). As bases de Schiff biopoliméricas anfifílicas foram sintetizadas a fim de se avaliar o efeito da presença do grupo hidrofílico glicidol e também o da variação dos valores de Mw nas propriedades físico-químicas e biológicas. Todos os compostos sintetizados foram caracterizados por espectroscopia (1H-RMN, FTIR, DRX, UV-Vis), análise térmica (TG/DTG-DTA) e microscopia (MEV-EDX). Afim de se avaliar a atividade biológica das bases de Schiff biopoliméricas e seus complexos foram utilizados dois agentes patógenos de plantas: a bactéria Gram-negativa Pseudomonas syringae pv. tomato e o fungo de cerais Fusarium graminearum. Os resultados obtidos demostraram que tanto as bases de Schiff biopoliméricas quanto seus complexos exibiram atividade antibacteriana significante.  Entretanto, o potencial antifúngico das bases de Schiff foi melhor que para alguns complexos, devido a diferença morfológica relacionada a constituição da membrana celular externa e da parede celular dos microrganismos testados. Portanto, foi observado que a morfologia é um fator diretamente relacionado aos mecanismos de ação. A avaliação da citotoxicidade foi realizada in vitro contra células de carcinoma de mama MCF-7 por ensaio de MTT. Os resultados de citotoxicidade obtidos demonstraram que todos os compostos apresentaram uma diminuição na percentagem da viabilidade celular, em função da concentração. Observou-se para as bases de Schiff biopoliméricas uma atividade antitumoral mais efetiva que para as quitosanas sem modificação. Em baixas concentrações dos complexos, observou-se uma baixa inibição celular, especialmente para os complexos de zinco. Porém, em concentrações mais elevadas, foi verificado um aumento significativo da toxicidade. Portanto, a principal contribuição esperada deste trabalho foi a síntese, caracterização e estudo desses novos compostos de bases de Schiff biopoliméricas e dos biocomplexos, com potencial para atuar em aplicações biológicas. / Biopolymeric Schiff bases prepared from chitosan and some of their complexes were synthesized, characterized and evaluated regarding their biological activity. In a first step, salicylaldehyde, 5-methoxysalicylaldehyde and 5-nitrosalicylaldehyde were used to synthesize biopolymeric Schiff bases with chitosan (GD = 90.4 %, Mw =223 kDa), as well as their Zn(II), Pd(II) and Pt(II) complexes. In a second stage, amphiphilic biopolymeric Schiff bases were prepared from two different chitosans (GD = 90.4 and 89%, Mw = 223 e 64 kDa), but introducing the salicylaldehyde hydrophobic group and also 2,3-epoxy-1-propanol (glycidol) hydrophilic group. Zn(II), Pd(II) and Pt(II) complexes where prepared from such amphiphilic biopolimeric ligands. All these ligands and respective complexes were obtained in order to evaluate the effect of increased solubility caused by glycidol the hydrophilic group and as well as the different Mw values in physical chemical and biological properties. Thus different spectroscopic (1H-NMR, FTIR, XRD, UV-Vis), thermal analytical (TG/DTG-DTA) and microscopy (MEV-EDX) techniques were used to characterize all the compounds. The biological activity was evaluated against two economically important plant pathogens, Gram-negative bacteria Pseudomonas syringae pv. tomato and Fusarium graminearum cereal fungus. In general, the results demonstrated that biopolymer Schiff bases and their complexes exhibited significant antibacterial activity. However, the antifungal potential of the Schiff bases was better than for some complexes, due to the morphological difference related to the constitution of the cell membrane and cell wall of the tested microorganisms. Therefore, it was observed that morphology is a factor directly related to the mechanisms of action. Cytotoxicity was evaluated in vitro against breast cancer cells (MCF-7) using MTT. The results of cytotoxicity against MCF-7 cells demonstrated a decrease in the cell viability as a function of the concentration, for all the samples tested, being the biopolymeric Schiff bases were more effective antitumor agent than chitosan itself. In lower concentration, the complexes did not show effective decrease on cells viability, especially for zinc complexes. However, at high concentrations a significant increase of cytotoxicity was observed. Therefore, the main contribution expected these work was the synthesis, characterization and biological activity evaluation of these new biopolymeric Schiff bases and complexes, aiming to evaluate the antimicrobial and antitumor activity.

O oceano apresenta uma vasta diversidade de espécies, entre elas as algas marinhas, as quais são usadas principalmente como fonte de alimentos, de produtos industriais e para uso medicinal. Considerando a biodiversidade encontrada, são poucos os estudos que verificam a composição química e atividade biológica de algas. Desta forma, o presente trabalho descreve especialmente compostos do metabolismo primário (lipídios, proteínas e aminoácidos), composição química volátil, e potencial antioxidante e antimicrobiano de quatro espécies de algas vermelhas da costa brasileira (Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plocamium brasiliense e Ochtodes secundiramea). As análises de lipídeos revelaram que estas algas são ricas em ácidos graxos poliinsaturados ω3 e ω6, mas que apresentam o ácido palmítico como majoritário. O teor de proteínas encontrado é considerável e aproximadamente 50% da composição de aminoácidos é de aminoácidos essenciais. Para extrair os compostos voláteis das algas selecionadas para o estudo, três métodos foram utilizados: arraste a vapor, extração por solvente e HS-SPME. A caracterização química dos compostos voláteis deu-se principalmente pela utilização de cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM). Ainda foram isolados e identificados dois compostos majoritários do óleo essencial de L. filiformis, o (-)-7-epi-silfiperfolan-6β-ol e o (-)-silfiperfolan-7β-ol, e quatro compostos do extrato acetona/água de P. brasiliense, o 3,4-eritro-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1,5(E),7(E)-octatrieno; o 3,4-eritro-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1,5(E),7(Z)-octatrieno; o 3,4-eritro-1-bromo-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1(E),5(E),7(E)-octatrieno e o 3,4-eritro-1-bromo-7-diclorometil-3-metil-3,4,8-tricloro-1(E),5(E),7(Z)-octatrieno, utilizando diferentes técnicas cromatográficas, como CCDP e CLAE, para isolamento, e técnicas espectroscópicas (RMN uni e bidimensionais) e espectrométricas (HRMS e EIMS) para análise. A atividade antioxidante dos óleos essenciais, dos extratos e das substâncias isoladas foi verificada utilizando-se dois métodos (DPPH e quimioluminescência). Os extratos diclorometano de L. filiformis (IC50 de 48,5 µg/mL) e L. intricata (IC50 de 58,0 µg/mL) mostraram-se como os mais potentes. As mesmas amostras não apresentaram potencial antimicrobiano em concentrações de até 500 µg/mL frente aos nove microrganismos testados. / The ocean provides large diversity of species, among them the seaweeds, which are mainly used as food, industrial products and as medicine. Considering the biodiversity, there are only few studies which analize the algae volatile compounds and their biological activity. So that, this work describes specially compounds from the primary metabolism (lipids, proteins and amino acids), chemical volatile composition, and antioxidant and antimicrobial potencies of four red algae of the Brazilian coast (Laurencia filiformis, Laurencia intricata, Plicamium brasiliense and Ochtodes secundiramea). The lipid analysis showed that these algae have ω3 and ω6 polyunsaturated fatty acids, but the palmitic acid is the most abundant. The protein content observed is considerable and approximately 50% of the amino acid composition is of essential amino acids. To extract the volatile organic compounds from the algae selected for this study, three methods were used: hydrodestilation, solvent extraction and HS-SPME. For chemical characterization of the volatile compounds, the technique used was gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS). In addition, the two most abundant compounds from the essential oil of L. filiformis, the (-)-7-epi-silphiperfolan-6β-ol and the (-)-silphiperfolan-7β-ol, and four compounds of the aceton/water extract of P. brasiliense the 3,4-erythro-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1,5(E),7(E)-octatriene; the 3,4-erythro-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1,5(E),7(Z)-octatriene; the 3,4-erythro-1-bromo-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1(E),5(E),7(E)-octatriene and the 3,4-erythro-1-bromo-7-dichloromethyl-3-methyl-3,4,8-trichloro-1(E),5(E),7(Z)-octatriene, were isolated and identified using different chromatographic techniques like preparative TLC and HPLC for isolation and spectroscopic (NMR uni and bidimensional) and spectrometric techniques (HRMS and EIMS) for analysis. The antioxidant activity of the essential oils, of the extracts and of the isolated compounds was verified by two methods (DPPH and chemiluminescence). The dichloromethane extracts of L. filiformis (IC50 of 48.5 µg/mL) and L. intricata (IC50 de 58.0 µg/mL) showed higher potency. The same samples do not have antimicrobial activity in concentrations until 500 µg/mL up against the nine microorganisms tested.

Nesta dissertação são apresentadas a síntese e caracterização de duas novas substâncias, consideradas aqui como metalo-fármacos em potencial: o composto iônico (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O e o complexo [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O, obtidos através da reação entre RuIII e a fluoroquinona ciprofloxacina em diferentes condições de síntese (meio ácido ou neutro e refluxo, respectivamente). O espectro ESI MS em modo positivo de (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O exibiu um pico principal em m/z = 994,6 que foi atribuído ao aduto (ciprofloxacina)3.H+ em fase gasosa, enquanto [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O apresentou picos m/z em 1093,3 e 547,1, atribuídos aos íons [Ru(C17H17FN3O3)3].H+ e [Ru(C17H17FN3O3)3].2H+, respectivamente. Os resultados de análise térmica estão em concordância com os conteúdos de água propostos para as duas substâncias. Os espectros de absorção em meio aquoso são dominados pelas transições da ciprofloxacina na região UV. Não obstante, duas bandas foram observadas em 421 e 496 nm no caso de (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O, e atribuídas à transição de transferência de carga e à transição d-d, respectivamente; no caso de [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O, apenas um ombro largo em torno de 450 nm foi observado na região do Visível, tendo sido atribuído à uma transição d-d. O voltamograma cíclico deste complexo exibiu um processo quase-reversível em 0,25 V (versus EPH) enquanto o composto iônico apresentou o mesmo processo em 0,11 V, sugerindo que, neste caso, o íon central de rutênio é estabilizado no estado de oxidação III através da coordenação dos átomos de oxigênio das três unidades de ciprofloxacina. O complexo de coordenação é estável por mais de 48 horas em pH fisiológico, estomacal e intestinal. Ambos foram incubados nas condições estomacais (pH = 1,5 e temperatura = 370C) e não causaram diminuições significativas nos valores de pH. / This work presents the synthesis and characterization of two potential new metallodrugs, the ionic (C17H19FN3O3)3[RuCl6].3H2O and the coordination [Ru(C17H17FN3O3)3].4H2O compounds, by combining ruthenium (III) and the fluoroquinolone ciprofloxacin in different synthetic conditions (acid media or neutral and reflux conditions, respectively). The ESI MS (positive mode) spectrum of the ionic compound displayed a main peak at m/z = 994.6, which was assigned to the gaseous phase adduct (ciprofloxacin)3.H+, while the coordination compound featured peaks at m/z 1093.3 and 547.1 ascribed to the singly and doubly charged ions [Ru(C17H17FN3O3)3].H+ and [Ru(C17H17FN3O3)3].2H+, respectively. Thermal analysis corroborated the proposed water content for both complexes. The absorption spectra of the compounds in aqueous medium are dominated by the ciprofloxacin transitions in the UV region but two bands were observed at 421nm and 496nm for the ionic compound, assigned to a charge transfer and d-d transitions. In the case of the coordination compound only a broad shoulder around 450 nm was observed in the visible region, also assigned to a ligand field transition The cyclic voltammograms of the [Ru(C17H17FN3O3)3] complex exhibited a quasi-reversible process ascribed to the Ru(II) / (III) redox pair at -0.25 V (vs SHE) while compound (C17H19FN3O3)3[RuCl6] displayed this process at -0.11V, showing that the central ruthenium ion is stabilized in the (III) oxidation state by the coordination to the hard oxygen atoms of the ciprofloxacin ligand. The coordination compound is stable under physiological, stomachal and intestinal pH over 48 hours. Both compounds are stable incubated under stomachal conditions (pH=1.5 and 37oC) without significant pH lowering.

Os antibióticos vem sendo empregados por décadas no combate as infecções bacterianas mas, muitos deles são usados como agentes antitumorais, imunissupressores, lipocolesterolégicos, inibidores de enzimas e agentes antiparasitários. Os microrganismos, e dentre eles os fungos, são produtores de metabólitos secundáros, com atividades biológicas, cuja produção é regulada para impedir uma superprodução desnecessária. O aumento na produção de uma substância só é conseguido desregulando tal processo o que é pssível através de manipulação genética ou nutricional. O presente projeto teve por objetivo otimizar as condições de cultivo do fungo endofítico Papulaspora immersa para incrementar a produção de metabólitos secundários com atividades antibacteriana, antiparasitária, antifúngica e antitumoral. O fungo foi cultivado em duas etapas: inicialmente em meio pré-fermentativo por 48 horas seguido de transferência da massa micelial obtida para meio fermentativo Czapek e nesta etapa vários parâmetros que alteram as condições de cultivo foram variados. Os cultivos foram realizados assepticamente a 30°C e sob agitação constante e o filtrado das culturas foram particionados com solventes orgânicos obtendo-se os extratos, aceto etílico, butanólico, etanólico e aquoso. Nos estudos iniciais o tempo de cultivo no meio fermentativo foi de 20 dias (condição padrão) e sob esta condição, o extrato aceto etílico apresentou a melhor atividade antibacteriana para Pseudomonas aeruginosa (CIM = 90 g/mL) e não foi detectada atividade frente a Escherichia coli , assim como não foi observada atividade antifúngica para estes extratos. As seguintes variáveis foram testadas nas condições de cultivo no meio fermentativo : período de incubação, fonte de carbono, fonte de nitrogênio, pH, temperatura e a proporção das fontes carbono/nitrogênio do meio. Cada extrato obtido proveniente das diferentes condições de cultivo foi avaliado para atividade antibacteriana, antitumoral, antifúngica e inibidora das enzimas gGAPDH deTrypanosoma cruzi e APRT de Leishmania tarentolae em ensaios de CIM. O extrato que apresentou a melhor atividade antibacteriana foi obtido das seguintes condições de cultivo: meio suplementado com 3,0% de sacarose; 0,2% de Nitrato de sódio; pH inicial 5,0, após 9 de incubação a 30 °C, ou seja, CIM de 90 g/mL para P. aeruginosa e de 100 g/mL para E. coli. Nestas mesmas condições obteve-se os melhores níveis de atividade antitumoral frente as três linhagens humanas avaliadas (HCT-8, MDA-MB435 e SF295). A melhor atividade inibitória da enzima parasitária APRT de L. tarentolae (79,82 %) foi obtida do extrato aceto etílico proveniente do cultivo em meio fermentativo nas mesmas condições anteriores, porém quando a cultura era incubada a 35°C e não a 30°C. Significativa atividade inibitória sobre esta enzima (79,25 %) foi também obtida de extrato aceto etílico proveniente da mesma condição de cultivo anteriormente citada, porém em pH 4,0 a 30°C, condição na qual a atividade antibacteriana mostrou-se insignificante. Nenhum dos extratos analisados apresentou atividade inibitória significativa para a enzima parasitária gGAPDH de T. cruzi. A otimização das condições de cultivo do fungo Papulaspora immersa demonstrou que 9 dias de cultivo em meio fermentativo eram suficientes para a produção de metabólitos secundários com atividades biológicas e que é possível obter-se uma determinada atividade em maior concentração dependendo por exemplo do pH ou da temperatura em que se cultiva esse fungo. / Due to the increase in the microbial resistance to the current antibiotics, investigations in substances with antimicrobial activities, as well as substances with antiparasite and antitumoral activities, become relevant. Among the important natural sources in the development of new drugs, the secondary metabolites of microorganism have showed promising results, producing different structural components and a great number of biologically active compounds. Endophytic fungi, known for habiting the interior of plants at some point in their life cycle, without causing visible symptoms of diseases, present a high proportion of new isolated substances with biological activity, but are seldom studied for this purpose. The current project aimed to optimize the culture conditions of the endophytic fungus Papulaspora immersa, in order to increase the production of secondary metabolites with antibacterial, antifungal and antitumoral activities. The fungus was cultured in two steps: pre-fermentative medium for 48 hours, aiming to obtain micelial mass, followed by transference to Czapek fermentative medium, and reincubation in different times. The cultures were performed asseptically at 30°C and under Constant agitation. After filtration of the culture fluid and partition with organic solvents, the following extracts were obtained: acethyl ethylic, butanolic, ethanolic and aquous. In the initial studies, the culture was performed in Czapek fermentative medium for 20 days of incubation, the standard culture condition. In this condition, the extract acethyl ethylic showed the best antibacterial activity with Minimal Inhibitory Concentration (MIC) of 90 µg/mL for Pseudomonas aeruginosa. Antifungal activity was not observed for these extracts. Afterwards, the incubation period, carbon source, nitrogen source, pH, temperature and proportion of carbon/nitrogen sources varied. Each extract obtained from the different culture conditions was evaluated in MIC assays and the best condition was selected. The extract that showed the best antibacterial activity was obtained from the culture in fermentative medium after 9 days of incubation using saccharosis (3.0%) as carbon source and sodium nitrate (0.2%) as nitrogen source, in pH 5.0 at 30 °C with MIC values of 90 µg/mL for P. aeruginosa, and 100 µg/mL for E. coli. The culture condition that resulted in the production of the best antitumoral activity was the same detected for the antibacterial activity. In this condition, the endophytic fungus Papulaspora immersa hás also produced secondary metabolites that demonstrated to be very active against the three human tumoral cell lines evaluated (HCT-8, MDA-MB435 and SF295). The best culture conditions for the production of secondary metabolites with inhibitory activity of the parasitary enzyme APRT of L. tarentolae were obtained from extracts cultured in the same conditions previously described, except for the fact that the incubation temperature was 35°C and presented inhibitory activity of 79.82 %. High inhibitory activity over this enzyme (79.25 %) was also obtained in these same conditions, but with an initial pH of the culture of 4.0 and at 30°C. None of the extracts analyzed present significant inhibitory activity for the parasitary enzyme gGAPDH of T. cruzi. The optimization of the culture conditions of the fungus Papulaspora immersa has demonstrated to be very important for the production of secondary metabolites with biological activities. To conclude, it can be said that the determination of the ideal culture conditions allowed to diminish the incubation time from 20 to 9 days and find the conditions that maximize the content of substances with the different activities in the extracts of P. immerse, such as, for example, the differential synthesis of substances in different pH and temperature values, which shows the importance of the abiothyc variables in the synthesis of secondary metabolites.

O ambiente marinho, pela própria diversidade orgânica que representa, tem sido reconhecido como fonte promissora de metabólitos secundários biologicamente ativos. Algas marinhas produzem grande variedade de substância terpenoídicas, aromáticas e de origem policetídica, e bioensaios têm demonstrado importante potencial biológico relativo a estes metabólitos. Micro-organismos associados às algas, tais como fungos endofíticos, também representam importante e promissora fonte de produtos naturais com esqueletos estruturalmente diversos. Bostrychia é um gênero algal fisiológica e biogeograficamente bem estudado mas são escassas as informações quanto à sua composição química, predominando a descrição de polióis e de moléculas de baixo peso molecular. Neste trabalho, os resultados da comparação dos perfis cromatográficos de espécies de Bostrychia representam uma primeira abordagem qualitativa dos constituintes polares do conjunto de espécies desse gênero ocorrentes no litoral norte do estado de São Paulo, e deverá ser complementado por meio do isolamento e identificação estrutural de seus constituintes majoritários. O isolamento de fungos endofíticos a partir de B. radicans (coletadas em ambiente de costão rochoso e manguezal) e B. tenella (coletadas no costão rochoso) possibilitou a preservação de 135 linhagens disponíveis para estudos posteriores. Dentre as linhagens isoladas de B. radicans costão, dez foram selecionadas para cultivo em meio sólido e entre estas três (C75, C81 e C82) foram selecionadas para estudos químicos e biológicos. As linhagens C81 e C82 foram identificadas por dados moleculares como Phomopsis longicolla e Penicillium brevicompactum, respectivamente. Foram isoladas e identificadas três substâncias conhecidas a partir de P. longicolla (18-deoxicitocalasina H, ácido micofenólico e dicerandrol C) e duas a partir de P. brevicompactum (ácido micofenólico e seu derivado metilado). Nos ensaios biológicos, a fração hexânica de P. longicolla apresentou alta atividade antimicrobiana (abaixo de 100g.mL-1), bem como um de seus metabólitos isolados (atividade abaixo de 10g.mL-1), frente às bactérias Staphylococcus aureus e S. saprophyticus. Esse mesmo metabólito também apresentou potencial de inibição de degranulação de mastócitos e atividade citotóxica, reforçando o potencial dos micro-organismos endofíticos na biossíntese de compostos que possam auxiliar no desenvolvimento de novos fármacos. Em conjunto, os resultados obtidos mostram que algas marinhas e fungos endofíticos associados representam uma importante área a ser explorada em relação ao potencial biológico de produtos naturais. / The marine environment, due to its organic diversity, has been recognized as a promising source of new biologically active secondary metabolites. Seaweeds produce a large variety of terpenoidic, aromatic and poliketids substances. Bioassays have been demonstrated significant biological potential concerning these metabolites. Microorganisms associated with algae, such as endophytic fungi, also represent important and promising source of natural products with molecularly-diverse structures. Bostrychia is an ecophysiology, biogeographically well-studied algal genus, but information about its chemical composition is scarce, prevailing reports about its polyol and low-molecular-weight contents. In this work, the results of the comparison of the chromatographic profiles of Bostrychia species growing in the north coast of São Paulo State represent a first qualitative approach of the polar constituent in this genus, and may be complemented by isolation and identification of their majority constituents. The isolation of endophytic fungi from B. radicans (collected in rocky shore and mangrove environment) and B. tenella (collected in the rocky shore) allowed the preservation of 135 strains available for posterior studies. Among the strains isolated from B. radicans rocky shore, ten were selected for cultivation in solid medium and three (C75, C81 e C82) were selected for chemical and biological studies. C81 and C82 strains were identified by molecular data as Phomopsis longicolla and Penicillium brevicompactum, respectively. Three known substances were isolated and identified from P. longicolla (18-deoxycytochalasin H, mycophenolic acid and dicerandrol C) and two from P. brevicompactum (mycophenolic acid and its methyl derivative). Biological assays revealed the hexanic fraction of P. longicolla presenting high antimicrobial activity (below of 100g.mL-1) against Staphylococcus aureus and S. saprophyticus, as well as one of its isolated metabolites (activity below of 10g.mL-1). This metabolite also presented mast cell degranulation inhibition and cytotoxic activity, reinforcing the potential of endophytic microorganisms in the byosinthesis of compounds that can be useful in the new drugs development. As a summary, the results show that algae and their endophytic fungi associated represent an important field to be explored in terms of biological potential of natural products.