Os micro-organismos são profícuas fontes de produtos naturais bioativos. Diversos fármacos de importância clínica são de origem microbiana, sendo que a maioria dos antibióticos usados clinicamente é produzida por actinobactérias, principalmente do gênero Streptomyces. A resistência a múltiplas drogas por microorganismos patogênicos e também pelas células tumorais leva à necessidade por novos fármacos antibacterianos e antitumorais. Actinobactérias endofíticas têm demonstrado grande potencial para a busca de produtos naturais bioativos. O presente trabalho relata o estudo químico de duas linhagens de actinobactérias endofíticas, Streptomyces sp. RTd 22 e Streptomyces sp RTd 31, isoladas das raízes de Tithonia diversifolia. As frações ativas nos ensaios biológicos foram fracionadas para a identificação dos compostos bioativos, sendo eles os antibióticos macrolídeos concanamicinas A (S31-1) e B (S31-2), anidro-agliconas das concanamicinas A (S31-3) e B (S31-4), todos produzidos por Streptomyces sp RTd31, e o ionóforo poliéter grisorixina (S22-2), produzido por Streptomyces sp. RTd22. Foi realizado o monitoramento da produção desses compostos bioativos por UPLC-MS através do modo SIM. As concanamicinas A e B tiveram um máximo de produção com 96h, já a grisorixina obteve um máximo com 192h. Outros compostos identificados por desreplicação dos extratos butanólicos de ambas as actinobactérias foram os sideróforos norcardamina (S31-7) e desoxi-nocardamina (S31-8), já o sideróforo desferrioxamina B (S31-9) foi identificado apenas nos extratos butanólicos de Streptomyces sp RTd31. Experimentos de variação do meio de cultivo e co-cultura com bactérias patogênicas foram empregados a fim de estimular a biossíntese de novos compostos, porém nenhum novo metabólito foi identificado. O sequenciamento genético da actinobactéria Streptomyces sp. RTd22 permitiu verificar a presença de vários clusters biossintéticos nesse micro-organismo através da análise feita pelo antiSMASH. Foi possível identificar o cluster da himastatina (S22-4) e da coeliquelina (S22-5), sendo que ambos os compostos não foram biossintetizados nas condições de cultivo utilizadas. O cluster biossintético da grisorixina foi determinado e o experimento de recombinação homóloga para a deleção do gene análogo a flavina mono-oxigenase da nigericina nigC foi realizado. Dois mutantes foram obtidos e um deles foi cultivado para a análise do perfil metabólico por espectrometria de massas. Não houve a produção da grisorixina nem do seu possível precursor pelo mutante, mas outros metabólitos foram produzidos / Microorganisms are prolific sources of bioactive natural products. Several clinically important drugs have microbial origin, and most of the therapeutically used antibiotics are produced by actinobacteria, mainly from the genus Streptomyces. The multidrug resistance observed in pathogenic microorganisms and tumor cells lead to the need for new antibacterial and antitumor drugs . Endophytic actinobacteria have shown great potential in the search for bioactive natural products. This work describes the chemical study of two endophytic actinobacteria strains: Streptomyces sp. RTd 22 and Streptomyces sp RTD 31, isolated from Tithonia diversifolia roots. Active fractions in biological assays were further fractionated for identifying the bioactive compounds, which are: the macrolide antibiotics concanamycins (S31-1) and B (S31-2), anhydrous aglycones of concanamycins A (S31-3) and B (S31-4), all four produced by Streptomyces sp. RTd31, and the ionophore polyether grisorixin (S22-2), produced by Streptomyces sp. RTd22. The production of these bioactive compounds was monitored by UPLC-MS via the SIM mode. Concanamycins A and B had maximum production at 96 h, and grisorixin at 192 h. Other compounds identified by the dereplication of buthanolic extracts of both actinobacteria were the siderophore norcardamine (S31-7) and deoxy-nocardamine (S31-8), the siderophores desferrioxamine B (S31-9) was identified only in buthanolic extracts of Streptomyces sp RTd31. Experiments varying media and co-culture were tested to stimulate the biosynthesis of novel compounds, but nothing new was identified. By genome sequencing of Streptomyces sp RTd22 and antiSMASH analysis it was possible to verify the presence of several biosynthetic clusters in the genome of this strain. It was possible to identify the biosynthetic clusters of himastatin (S22-4) and its analogous compound coelichelin (S22-5); however, these compounds were not biosynthesized in the culture conditions used. The grisorixin biosynthetic cluster was determined, and homologous recombination was performed for deleting the analogue gene of nigericin flavin monooxygenase nigCI. Two mutants were obtained, and one of them was cultured for analyzing its metabolic profile by mass spectrometry. There was no production of grisorixin or its possible precursor by the mutant, but others compounds were produced.

O presente projeto de pesquisa teve por objetivo a descoberta de metabólitos secundários potencialmente bioativos contra atividade parasitária e como agentes anti-virais e antibióticos, usando desreplicação como metodologia essencial na seleção e priorização de extratos brutos oriundos de invertebrados, para a descoberta de produtos naturais estruturalmente inéditos.<br /><br />Foram preparados diversos extratos de invertebrados marinhos a partir de um fracionamento inicial. O desenvolvimento e a aplicação de uma metodologia de desreplicação permitiu a seleção de três organismos de estudo, Iotrochota birotulata, Amathia verticillata, e Tedania brasiliensis. Os extratos destes organismos foram submetidos a diferentes metodologias de fracionamento, isolamento e purificação de substâncias, dependendo dos resultados de desreplicação para cada organismo.<br /><br />Como resultado do isolamento e identificação de substancias destes organismos, obteve-se dois compostos já conhecidos na literatura e dezesseis compostos inéditos, dos quais dois são derivados sintéticos. De todos os compostos isolados, a pseudoceratidina, as desbromopseudoceratidinas e as tedamidas A e B apresentaram um índice de seletividade de 243.1, 217.1 e 89.3 respectivamente para Leishmania (L.) infantum, e o composto N12-acetilpseudoceratidina de 23.2 para Trypanosoma cruzi, sendo estes resultados muito promissores para a utilização das estruturas destas moléculas como potenciais modelos para o desenvolvimento de fármacos. / This research project aimed at the discovery of potentially bioactive secondary metabolites against parasitic activity and as antiviral agents and antibiotics, using dereplication as an essential methodology in the selection and prioritization of crude extracts derived from invertebrates, to the discovery of natural products structurally unpublished.<br /><br />Various extracts of marine invertebrates from an initial fractionation were prepared. The development and application of a dereplication methodology allowed the selection of three study organisms, Iotrochota birotulata, Amathia verticillata, and Tedania brasiliensis. The extracts of these organisms were subjected to different methods of fractionation, isolation and purification of substances, depending on the results of dereplication for each organism.<br /><br /> As a result of the isolation and identification of substances of these organisms, it obtained two compounds already known in the literature and unpublished sixteen compounds, two of which are synthetic derivatives. In all isolated compounds, pseudoceratidina, the desbromopseudoceratidinas and tedamidas A and B showed an index of selectivity 243.1, 217.1 and 89.3 respectively for Leishmania (L.) infantum, and the compound N12-acetilpseudoceratidina 23.2 for Trypanosoma cruzi, which are very promising results for the use of these molecules as structures potential models for drug development.

O presente projeto de pesquisa teve por objetivo a descoberta de metabólitos secundários potencialmente bioativos contra atividade parasitária e como agentes anti-virais e antibióticos, usando desreplicação como metodologia essencial na seleção e priorização de extratos brutos oriundos de invertebrados, para a descoberta de produtos naturais estruturalmente inéditos.<br /><br />Foram preparados diversos extratos de invertebrados marinhos a partir de um fracionamento inicial. O desenvolvimento e a aplicação de uma metodologia de desreplicação permitiu a seleção de três organismos de estudo, Iotrochota birotulata, Amathia verticillata, e Tedania brasiliensis. Os extratos destes organismos foram submetidos a diferentes metodologias de fracionamento, isolamento e purificação de substâncias, dependendo dos resultados de desreplicação para cada organismo.<br /><br />Como resultado do isolamento e identificação de substancias destes organismos, obteve-se dois compostos já conhecidos na literatura e dezesseis compostos inéditos, dos quais dois são derivados sintéticos. De todos os compostos isolados, a pseudoceratidina, as desbromopseudoceratidinas e as tedamidas A e B apresentaram um índice de seletividade de 243.1, 217.1 e 89.3 respectivamente para Leishmania (L.) infantum, e o composto N12-acetilpseudoceratidina de 23.2 para Trypanosoma cruzi, sendo estes resultados muito promissores para a utilização das estruturas destas moléculas como potenciais modelos para o desenvolvimento de fármacos. / This research project aimed at the discovery of potentially bioactive secondary metabolites against parasitic activity and as antiviral agents and antibiotics, using dereplication as an essential methodology in the selection and prioritization of crude extracts derived from invertebrates, to the discovery of natural products structurally unpublished.<br /><br />Various extracts of marine invertebrates from an initial fractionation were prepared. The development and application of a dereplication methodology allowed the selection of three study organisms, Iotrochota birotulata, Amathia verticillata, and Tedania brasiliensis. The extracts of these organisms were subjected to different methods of fractionation, isolation and purification of substances, depending on the results of dereplication for each organism.<br /><br /> As a result of the isolation and identification of substances of these organisms, it obtained two compounds already known in the literature and unpublished sixteen compounds, two of which are synthetic derivatives. In all isolated compounds, pseudoceratidina, the desbromopseudoceratidinas and tedamidas A and B showed an index of selectivity 243.1, 217.1 and 89.3 respectively for Leishmania (L.) infantum, and the compound N12-acetilpseudoceratidina 23.2 for Trypanosoma cruzi, which are very promising results for the use of these molecules as structures potential models for drug development.