O espaço intergênico (IGS) juntamente com suas subunidades flanqueadoras (cpcB) e (cpcA) do operon do ficocianina foi usado para identificar linhagens de cianobactérias. Dentro do domínio Bacteria somente as cianobactérias possuem o operon da ficocianina e a região cpcBA-IGS é suficientemente variável para diferenciar linhagens desses microrganismos. No presente estudo 25 linhagens de cianobactérias isoladas de diversos locais brasileiros foram caracterizadas usando a seqüência cpcBA-IGS. DNA genômico foi extraído das ordens Chroococcales (oito linhagens), Oscillatoriales (duas linhagens), Nostocales (onze linhagens) e Stigonematales (quatro linhagens). Os oligonucleotídeos iniciadores PCβF/PCαR, específicos para a seqüência cpcBA-IGS, foram usados para amplificar fragmentos de DNA de aproximadamente 685 pb. Os produtos da PCR foram clonados, seqüenciados e as seqüências foram comparadas pela análise BLAST. Todas as seqüências de Microcystis e também as seqüências de Radiocystis fernadoi SPC736, Planktothrix mougeotii SPC788, Geitlerinema splendidum SPC923, Microchaete investiens CENA64 e Gloeotrichia UFV-B2 mostraram identidades com seqüências do GenBank. Entretanto, nenhuma identidade foi encontrada para as seqüências restantes. As relações filogenéticas das seqüências de cpcBA-IGS foram investigadas junto com outras seqüências de cianobactéria do Genbank usando a análise “Neighbour Joining". A topologia da árvore foi congruente com outras árvores de cianobactérias, com exceção de todas as seqüências sem identidades no GenBank, as quais formaram um agrupamento separado. Os dados das seqüências de cpcBA-IGS analisadas confirmam que as cianobactéria heterocitadas formam um grupo monofilético. Estudos anteriores realizados com linhagens de cianobactéria mostraram que estes microrganismos são uma fonte rica de produtos naturais. No presente estudo conduzido com 59 linhagens de cianobactérias, sendo a maioria isolada de ambientes brasileiros, isto foi confirmado. Para alcançar esse objetivo, dois conjuntos de iniciadores degenerados foram usados para produzir seqüências amplificadas por PCR das sintetases de peptídeos não-ribossômicos (NRPSs), e de sintases policetídeos (PKSs) modulares, as quais são enzimas multifuncionais envolvidas na produção de produtos naturais. O sistema híbrido NRPS/PKS também foi amplificado por PCR usando uma combinação de iniciadores de NRPS e de PKS. Essa abordagem molecular mostrou a presença de genes de NRPS e de PKS em 93% e 81% linhagens de cianobactérias, respectivamente. Genes de NRPS/PKS foram encontrados em 87% das cianobactérias examinadas. Numa tentativa de atribuir funções a oito fragmentos de PKS identificados por PCR, estas seqüências foram clonadas, seqüenciadas e analisadas filogeneticamente. As seqüências de PKSs da Microcystis aeruginosa NPCD1 e Fischerella CENA62 mostraram correlação com a síntese de sideróforo e de microcistina, respectivamente. Todas as 59 linhagens foram analisadas para a produção do microcistinas e 20 linhagens apresentaram resultados positivos. Para a maioria das linhagens potencialmente produtoras de microcistinas os produtos de PCR esperados de NRPS, PKS e NRPS/PKS foram amplificados. A produção de sideróforos foi testada em 28 linhagens e somente cinco produziram resultados positivos. Em três linhagens produtoras de sideróforos todos os três sistemas moleculares analisados estavam presentes. Estes resultados serão altamente valiosos na exploração futura de cada peptídeo dessas cianobactérias e para a elucidação da bioatividade de tais produtos naturais. / The intergenic spacer (IGS) together with its flanking subunits  (cpcB) and  (cpcA) of the phycocyanin operon has been used to identify cyanobacterial strains. Within the Bacteria domain only cyanobacteria present phycocyanin operon and the cpcBA-IGS region is variable enough to differentiate strains of these microorganisms. In the present study 25 cyanobacterial strains isolated from several Brazilian locations were characterized using the cpcBA-IGS sequence. Genomic DNA was extracted from the orders Chroococcales (eight strains), Oscillatoriales (two strains), Nostocales (eleven strains) and Stigonematales (four strains). The primers PCβF/PCαR targeting the cpcBA-IGS sequence were used to amplify DNA fragments of approximately 685 bp. The PCR products were cloned, sequenced and the sequences were compared by BLAST analysis. All Microcystis sequences and also sequences from Radiocystis fernadoi SPC736, Planktothrix mougeotii SPC788, Geitlerinema splendidum SPC923, Microchaete investiens CENA64 and Gloeotrichia UFV-B2 showed identities with sequences from GenBank. However, no identities were found for the remaining sequences. Phylogenetic relationships of the cpcBA-IGS sequences were investigated together with other cyanobacterial sequences from Genbank using the Neighbour Joining analysis. The tree topology was congruent with previous cyanobacterial trees, except for all sequences with no identities in the GenBank, which formed a separated cluster. The cpcBA-IGS sequences analysis data confirm that heterocyte-forming cyanobacteria are a monophyletic group. Previous studies carried out with cyanobacterial strains showed that these microorganisms are a rich source of natural products. This has been confirmed in the present study conducted with 59 cyanobacterial strains, with the majority of them isolated from Brazilian environment. To reach this goal, two sets of degenerate primers were used to generate PCR amplification sequences of nonribosomal peptide synthetases (NRPSs) and modular polyketide synthases (PKSs), which are multifunctional enzymes implicated in natural products production. Also, NRPS/PKS hybrid system was PCR amplified by using a combination of NRPS and PKS primers. This molecular approach revealed the presence of NRPS and PKS genes in 93% and 81% cyanobacterial strains, respectively. NRPS/PKS genes were found in 87% of cyanobacteria examined. In an attempt to attribute functions to eight PCR identified PKS fragments, these sequences were cloned, sequenced and phylogenetically analyzed. PKSs sequences of Microcystis aeruginosa NPCD1 and Fischerella CENA62 showed correlation with the synthesis of siderophore and microcystin, respectively. All 59 strains were analyzed for microcystin production and 20 strains presented positive results. For the majority of potentially producing-microcystin strains expected PCR products of NRPS, PKS and NRPS/PKS were amplified. The siderophores production was tested in 28 strains and only five gave positive results. In three producing-siderophore strains all three molecular systems analyzed were present. These results will be highly valuable for further exploring each of these cyanobacterial peptides and for elucidating the bioactivity of such natural products.

In most plant species artificial polyploidy generally enhances the vigor of determinate plant parts and may be favorable where vegetative organs and biomass constitute the economic product. Furthermore, artificial polyploidy has been considered a method of increasing production potential of plants secondary metabolites. However, despite considerable research on polyploid plants, very few cases of polyploid medicinal plants have been reported. Artemisia annua L. synthesizes artemisinin, an antimalarial sesquiterpene lactone. Artemisinin can be synthesized, but it is costly compared to the naturally derived product. Hairy root cultures of Artemisia annua L. (clone YUT16) show rapid growth and produce artemisinin. This culture offers a good model system for studying artemisinin production. Others have shown that tetraploid Artemisia annua L. plants produce more artemisinin/mg DW than diploids. These yields were offset, however, by decreases in biomass productivity. Little is known about how polyploidy may affect growth production of hairy roots. Using colchicine, we have produced four stable tetraploid clones of Artemisia annua L. from YUT16 hairy root clone. Compared to the diploid clone, these tetraploid clones showed major differences in growth and development. Nevertheless, artemisinin yields of these tetraploid clones were 2-5 times higher than the diploid and their production seemed to be by the age of the inoculum. This work will prove useful in furthering our understanding of the effects of artificial polyploidy on the growth and secondary metabolite production of hairy roots.

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / Os recifes de corais são ecossistemas diversos com alta densidade de biodiversidade, o que leva a intensa competição entre as espécies. Estas espécies podem produzir substâncias desconhecidas, muitas com valor farmacológico. Chromonephthea braziliensis é um coral mole invasor, originário do Oceano Indo-Pacífico, que foi possivelmente transportado por plataformas de petróleo e cuja presença é uma ameaça para a biodiversidade da região de Arraial do Cabo (RJ). Esta espécie produz metabólitos secundários que são responsáveis pela indução de danos para o ecossistema local. A finalidade deste estudo é a busca de novas substâncias para quimioterapia geral com base na estrutura de compostos bioativos. Extratos desse coral foram preparados a partir de colônias liofilizadas (solventes: hexano, diclorometano, acetato de etila e metanol). Realizaram-se análises químicas para a caracterização dos extratos e avaliaram-se as atividades: mutagênicas e citotóxicas, usando o ensaio de mutação reversa bacteriana (Salmonella/microssoma) com as linhagens TA97, TA98, TA100 e TA102; genotóxicas, utilizando análise da quebra do DNA e formação de micronúcleos na linhagem RAW 264,7 de macrófagos e; tóxicas para náuplios de microcrustáceos Artemia salina. Observou-se citotoxicidade, na presença de S9 mix, dos extratos diclorometano para a linhagem TA102 na concentração de 20 g/100 L/placa e metanol para a TA97 com 5 e 20 g/100 L/placa. Os extratos diclorometano, acetato de etila e metanol apresentaram genotoxicidade no DNA plasmidial em concentrações elevadas (250 g/mL), mas nenhum dano ao DNA foi observado no ensaio de micronúcleo. Todos os extratos foram tóxicos para os náuplios de microcrustáceos em pelo menos uma das concentrações usadas (0,01 1000 g/mL), e a LC50 pode ser determinada apenas para os extratos hexano, diclorometano e acetato de etila. / Coral reefs are diverse ecosystems that have a high density of biodiversity leading to intense competition among species. These species may produce unknown substances, many with pharmacological value. Chromonephthea braziliensis is an invasive soft coral from the Indo-Pacific Ocean that has been possibly transported by oil platforms and whose presence can be a threat to Arraial do Cabo regions biodiversity. This species produces secondary metabolites that are responsible for inducing damage to the local ecosystem. The purpose of this study is the search of new drugs for generally chemotherapy based on the structure of bioactive compounds. Coral extracts were prepared from dried colonies (solvents: hexane, dichloromethane, ethyl acetate, and methanol). Chemical analyses were performed to characterize the extracts and evaluated their cytotoxic and mutagenic activities, using the bacterial reverse mutation assay (Salmonella/microsome) with TA97 strains, TA98, TA100 and TA102; genotoxic activity, using DNA breakage analysis and micronucleus formation and; toxic effects for nauplii microcrustaceans. Cytotoxicity was observed in the presence of S9 mix for dichloromethane extract for strain TA102 at the 20 g/plate concentration and methanol extract for TA97 at 5 and 20 g/plate. The dichloromethane, ethyl acetate and methanol extracts present genotoxicity for plasmidial DNA at high concentrations (250 g/mL), but no DNA damage was observed in micronucleus assay. All extracts were toxic for nauplii microcrustaceans at least one of tested concentrations (0.01 1000 g/mL), but LC50 was calculated only for the hexane, dichloromethane and ethyl acetate extracts.

Cianobactérias, conhecidas por sua habilidade de sintetizar metabólitos com ação tóxica, podem se tornar dominantes em águas com altas concentrações de nitrogênio e fósforo. Embora a toxicidade do glifosato, o herbicida mais usado no mundo, em alguns organismos aquáticos seja conhecida, poucos estudos abordam o efeito desse composto sobre a produção de metabólitos secundários por cianobactérias. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes concentrações de glifosato (produto técnico) sobre o crescimento e produção de cianotoxinas e microgininas pelas cepas brasileiras Microcystis aeruginosa LTPNA 08 e Cylindrospermopsis raciborskii CENA 302. Na presença de 15 mg/L de glifosato, o crescimento e a produção de toxinas pela M. aeruginosa foram reduzidos e de microgininas significativamente aumentada. Já a C. raciborskii, quando exposta à 20 mg/L de glifosato teve seu crescimento e síntese de clorofila-a, carotenoides e saxitoxinas aumentados. Concentrações superiores a 20 e 30 mg/L impediram o crescimento celular das cepas LTPNA 08 e CENA 302, respectivamente. A análise de ácidos graxos mostrou perfis bastante distintos entre as cepas. Na cepa LTPNA 08, enquanto que na presença de 10 mg/L de glifosato ocorreu diminuição do teor do ácido linoleico, o ácido estearidônico foi aumentado. Nenhuma das concentrações testadas promoveu alteração sobre o perfil de ácidos graxos da cepa CENA 302. A toxicidade de 5 produtos formulados a base de glifosato foi comparada ao produto técnico em ambas as linhagens-teste. Observou-se uma resistência distinta entre as cepas e toxicidade também variável entre as formulações comerciais. Sendo assim, diante da elevada resistência das cianobactérias M. aeruginosa e C. raciborskii ao glifosato, e considerando-se a elevada interferência antrópica através das práticas agrícolas, pode-se inferir que o uso excessivo e frequente desse herbicida é capaz de estimular o crescimento e dominância desses organismos, podendo modificar a estrutura e funcionalidade de ecossistemas aquáticos / Cyanobacteria, known for their ability to synthesize toxic metabolites, can become dominant in water bodies with high concentrations of nitrogen and phosphorus. Although the toxicity of glyphosate, the most widely used herbicide in the world, in some aquatic organisms is well known, few studies address the effect of this compound on the production of secondary metabolites by cyanobacteria. The aim of this study was to evaluate the influence of different concentrations the herbicide glyphosate (technical grade) on growth and production of cyanotoxins and microginins by Brazilian strains of Microcystis aeruginosa LTPNA 08 and Cylindrospermopsis raciborskii CENA 302. In the presence of 15 mg/L of glyphosate, growth and toxin production by M. aeruginosa were reduced and microginins cell quota significantly increased. The C. raciborskii strain, when exposed to 20 mg/L of glyphosate, had the growth, and chlorophyll-a, carotenoids and saxitoxins production increased. Concentrations above 20 and 30 mg/L prevented cell growth of LTPNA 08 and CENA 302 strains, respectively. Fatty acid analysis showed distinct profiles among the strains. When exposed to 10 mg/L of glyphosate, a decrease in the linoleic acid and increase in stearidonic acid content were observed in M. aeruginosa LTPNA 08 strain. None of the tested concentrations of glyphosate promoted change on the fatty acid profile of CENA 302 strain. The toxicity of 5 glyphosate formulated products was compared to technical product to both strains. There was a distinct resistance among strains and also a variable toxicity among formulated products. Thus, given the high glyphosate resistance of M. aeruginosa and C. raciborskii cyanobacteria, and considering the high anthropogenic interference through agri cultural practices, it can be inferred that excessive and frequent use of this herbicide is able to stimulate growth and dominance of these organisms, which may modify the structure and function of aquatic ecosystems

Algumas espécies de cianobactérias podem produzir diferentes tipos de peptídeos bioativos (cianopeptídeos), como aeruginosinas, cianopeptolinas, microgininas, microviridinas, anabaenopeptinas e microcistinas. As microcistinas, que compõem a classe mais conhecida na literatura científica, são hepatotoxinas e inibem fosfatases do tipo 1 e 2A. Já as microgininas, moléculas inibidoras da enzima conversora de angiotensina (ECA) e de outras proteases, são importantes candidatas ao desenvolvimento de fármacos anti-hipertensivos. No entanto, as funções fisiológicas desses compostos ainda não foram completamente elucidadas. O objetivo desse estudo é identificar e isolar cianopeptídeos, especialmente da classe das microgininas, produzidos por cepas de cianobactérias brasileiras. O fracionamento dos extratos das cianobactérias foi biomonitorado por meio de ensaios de inibição da ECA. Para tanto, foram produzidos extratos de culturas de 59 cepas de cianobactérias mantidas em laboratório e, quando pertinente, seguiu-se o pré-fracionamento por extração em fase sólida em coluna de fase reversa. As frações obtidas foram testadas para a inibição da ECA e analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS). Nos casos em que houve inibição, o fracionamento foi continuado por cromatografia líquida de alta eficiência semipreparativa para o isolamento dos cianopeptídeos. As espécies analisadas pertencem aos gêneros: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella e Limnothrix. Além de outras espécies das famílias Pseudanabaenaceae, Nostocaceae e Michochaetaceae que não tiveram suas identificações concluídas. Nas análises por HPLC-DAD não foram encontrados picos com espectros de UV característicos de microgininas nas 59 cepas avaliadas. Esses resultados foram corroborados por análises por LC-MS, nas quais também não foi possível a detecção desses compostos. Como método de triagem, as análises por LC-MS triplo quadrupolo foram conduzidas via precursor ion scan para o monitoramento das perdas m/z 128 e 142, que são fragmentos oriundos do aminoáciodo Ahda, exclusivamente presente em microgininas. Algumas linhagens se revelaram produtoras de variantes do cianopeptídeo microcistina, possuindo absorção UV máxima em 238 nm. Amostras de Israel, doadas pelo Prof. Shmuel Carmeli, da Universidade de Tel Aviv, também foram analisadas por espectrometria de massas no modo precursor ion para a investigação da produção de microgininas. Foram encontrados íons de m/z 128 e 142 em uma das amostras de Israel. Ensaios enzimáticos iniciais da ECA foram realizados com frações das cepas controle LTPNA 08 e 09, sabidamente produtoras de microgininas. Realizou-se a otimização do método inicial de detecção dos cianopeptídeos para que fosse procedido o isolamento dos compostos de interesse da cultura LTPNA 08. As frações obtidas foram analisadas por cromatografia líquida acoplada à espectrometria de massas (LC-MS) e isoladas por um coletor de frações. 4,8 mg de microgininas foram obtidos com o isolamento das moléculas a partir de 3 g de biomassa seca da linhagem. Ensaios enzimáticos de inibição da ECA com as frações isoladas de microgininas e microcistina-LR comercial também foram realiazados. Os resultados mostram que tanto as microgininas quanto a microcistina-LR comercial apresentam potencial de inibição da enzima ECA. As microgininas e a microcistina-LR podem ser consideradas como novas moléculas a serem estudadas para o desenvolvimento de fármacos inibidores da ECA. Continuar a investigação da produção desses compostos é relevante tanto por seu potencial ecotoxicológico quanto por seu potencial farmacológico. / Some cyanobacterial species can produce different types of bioactive peptides (cyanopeptides), such as aeruginosins, cyanopeptolins, microginins, microviridins, anabaenopeptins and microcystins. Microcystins are well known in the scientific literature as hepatotoxins that inhibit phosphatases type 1 and 2A. Microginins are reported as inhibitors of the angiotensin converting enzyme (ACE) and other proteases, being important candidates for the development of anti-hypertensive compounds. Nevertheless, the physiological functions of these compounds have not been fully elucidated. The aim of this study is to isolate and identify cyanopeptides, namely microginins, produced by Brazilian cyanobacterial strains. The fractionation of cyanobacterial extracts was screened by ACE inhibition assays. Extracts of 59 cyanobacterial strains were produced from cultures cultivated under laboratory conditions and, in cases where microginins were found, prefractionation were carried out by solid phase extraction on a reverse phase column. The fractions obtained were tested for inhibition of ACE and analyzed by liquid chromatographymass spectrometry (LC-MS) by using precursor ion scan to monitor the loss of m/z 128 and 142, typical fragments detected from the amino acid Ahda, which is exclusively found in microginins. In cases where fractions demonstrated inhibitory activity, the fractionation was continued by semi-preparative high performance liquid chromatography for the isolation of cyanopeptides. The analyzed species belong to the genere: Microcystis, Oscillatoria, Radiocystis, Sphaerocavum, Sphaerospermopsis, Cylindrospermopsis, Leptolyngbya, Pleurocapsa, Chrooccocidiopsis, Nostoc, Brasilonema, Desmonostoc, Oculatella and Limnothrix. And other species of Pseudanabaenaceae, Nostocaceae and Michochaetaceae families did not have their peptides completely characterized. Analyses of HPLC-DAD did not revealed characteristic features by UV spectra of microginins in the 59 strains. These results were corroborated by analyses of LC-MS triple quadrupole, microginins were not detected as well. Some strains were positive for microcystin variants, showing maximum UV absorption at 238 nm and typical MS/MS spectra. Initial enzyme assays for the inhibition of ACE were performed with fractions of the control strains LTPNA 08 and 09, known as microginins\' producers. Samples fromIsrael, kindly donated by Prof. Shmuel Carmeli, of Tel Aviv University, were analyzed by mass spectrometry in the precursor ion mode for the investigation of microginins. Ions m/z 128 and 142 were founded on one sample of Israel. A HPLC method was optimized for the detection and isolation of cyanopeptides produced by culture LTPNA 08. Fractions isolated by semi-preparative HPLC were analyzed by LC-MS and collected when UV and MS spectra were characteristically similar to microginins . 4.8 mg of microginins were obtained by semi-preparative HPLC from 3 g of dried strains. The inhibition assays of ECA were performed with fractions of microginins and microcystin-LR analytical standard. The results showed that microginins as well as microcystin-LR have the potential of inhibiting ACE. Microginins and microcystin-LR can be considered as target molecules for the study of ACE inhibitors. Further research on the production of these classes of peptides is relevant because of its ecotoxicological and pharmacological potential.

Made available in DSpace on 2017-07-10T14:38:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao KATIA hartmann.pdf: 1015569 bytes, checksum: 6f3e91ed3d5fdd2a90c2e65c1e8783ca (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / African grasses as Brachiaria spp. (Braquiária) and Megathyrsus maximum (guinea grass) were introduced accidentally or for fodder purposes and have become invasive of natural ecosystems, going to compete with the native species in places where natural regeneration, such as Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, popularly known as mimosa-red. Plants growing next to each other, and compete for resources from the environment interact through a physiological process known as allelopathy, which is defined as any direct or indirect alteration, inhibitory or a stimulatory plant on another through alelochimical substances. Therefore, the objective of this study was to determine the groups of secondary metabolites present in braquiária extracts and guinea grass and the allelopathic action of the same on seed germination and development and growth of P. rigida. Through exhaustive extraction using solvents of different polarities were obtained from the leaves of grasses, leaf extracts, ethyl acetate and methanol, and performed the phytochemical screen to identify the presence of certain groups of secondary metabolites in these extracts. Also aqueous extracts were prepared at different dilutions with fresh leaves braquiária and guinea grass. These were evaluated for their ability allelopathic germination and early development and growth of P. rigida seedlings. The results indicate the presence of alkaloids, steroids and triterpenoids, flavonoids, tannins and saponins espumídica in extracts of both weed species. No allopathic interference of aqueous extracts braquiária and guinea grass germination, development or growth of P. rigida was not identified. Therefore, it is possible to recommend the use of P. rigida for reclamation, since, under laboratory conditions and greenhouse, the species showed no inhibition when subjected to extracts of grasses Brachiaria spp. and Megathyrsus maximum. / Gramíneas africanas como Brachiaria spp. (braquiária) e Megathyrsus maximum (capim-colonião) foram introduzidas acidentalmente ou para fins forrageiros e tornaram-se invasoras de ecossistemas naturais, passando a competir com as espécies nativas nos locais em regeneração natural, como a Parapiptadenia rigida (Benth.) Brenan, popularmente conhecida como angico-vermelho. Plantas crescendo próximas umas das outras, além de competirem por recursos do meio, interagem por meio de um processo fisiológico denominado alelopatia, que é definida como qualquer alteração direta ou indireta, inibitória ou estimulatória que uma planta exerce sobre a outra através substâncias aleloquímicas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar os grupos de metabólitos secundários presentes nos extratos de braquiária e capim-colonião e a ação alelopática dos mesmos na germinação das sementes e no desenvolvimento e crescimento de P. rigida. Através da extração exaustiva, utilizando solventes de diferentes polaridades, foram obtidos das folhas das gramíneas, extratos hexânicos, acetato de etila e metanólico, sendo realizado o screen fitoquímico para identificar a presença de determinados grupos de metabólitos secundários nestes extratos. Também foram preparados extratos aquosos em diferentes diluições, com as folhas frescas de braquiária e capim-colonião. Estes foram avaliados quanto a sua capacidade alelopática na germinação, no desenvolvimento inicial e no crescimento das mudas de P. rigida. Os resultados observados indicam a presença de alcaloides, esteroides e triterpenoides, flavonoides, saponina espumídica e taninos nos extratos de ambas as espécies invasoras. Não foi identificada nenhuma interferência alelopática dos extratos aquosos de braquiária e capim-colonião na germinação, desenvolvimento ou crescimento de P. rigida. Logo, é possível recomendar a utilização de P. rigida para recuperação de áreas degradadas, uma vez que, em condições de laboratório e de casa de vegetação, a espécie não apresentou inibição quando submetida aos extratos dos capins Brachiaria spp. e Megathyrsus maximum.

Ao longo dos últimos 20 anos os organismos marinhos se tornaram uma das fontes mais interessantes para o isolamento de produtos naturais biologicamente ativos. Apesar disso, os organismos marinhos da costa brasileira foram muito pouco explorados como fonte de metabólitos secundários. A presente investigação se insere no âmbito de dois projetos temáticos, o primeiro desenvolvido entre 2002 e 2006 e o segundo em andamento, que têm por objetivo melhor conhecer as potencialidades de organismos marinhos da costa brasileira como fonte de metabólitos secundários biologicamente ativos. Assim, foram investigados extratos bioativos de cinco espécies de invertebrados marinhos: três ascídias, uma esponja e um octocoral, todos oriundos da costa brasileira. O fracionamento dos extratos destes animais resultou no isolamento de 15 compostos, dos quais sete inéditos na literatura. A partir do extrato bruto da ascídia Clavelina oblonga foram isolados dois compostos: a 5-[3,5-dibromo-4([2-oxo-5-oxazonidinil)]metoxifenil]2-oxazolidinona e o (2S,3R)- 2-amino-3-dodecanol. Este último apresentou uma potente atividade antifúngica contra Candida albicans. Do extrato da ascídia Didemnum ligulum foram obtidos dois compostos: a asterubina e a N,N-dimetil-O-metiletanolamina. A investigação química do extrato da ascídia Didemnum sp. resultou no isolamento de quatro dicetopiperazinas modificadas denominadas rodriguesinas A e B, e N-acetil-rodriguesinas A e B. As rodriguesinas A e B foram obtidas na forma de mistura inseparável, e puderam ser identificadas por análises espectroscópicas detalhadas, inclusive por experimentos MS/MS. A mistura contendo as rodriguesinas A e B apresentou moderada atividade antibiótica contra um isolado clínico de Streptococcus mutans, contra S. mutans UA159 e Staphylococcus aureus ATCC6538. A partir do extrato bruto da esponja Plakortis angulospiculatus foram obtidos seis policetídeos: a plakortenona, a plakortina, o plakortídeo P, o 3,6 epoxi, 4,6,8 trietil-2,4,9-dodecatrienoato de metila, a espongosoritina A e o 3,6 epoxi, 4,6,8 trietil-2,4,-dodecadienoato de metila. Os compostos puros obtidos da esponja P.angulospiculatus foram avaliados em testes de atividade antiparasitária contra Leishmania chagasi e Trypanosoma cruzi, antineuroinflamatória e citotóxica frente a quatro diferentes linhagens de células tumorais. O composto plakortídeo P apresentou potente atividade leishmanicida altamente seletiva. Finalmente, a investigação do extrato bruto do octocoral Carijoa riisei resultou no isolamento de um único constituinte, o esteróide 18-acetoxipregna-1,4,20-trien-3-ona, na qual apresentou atividades tripanomicida e leishmanicida. / Throughout the last 20 years, marine organisms have become one of the most interesting sources for the isolation of biological active natural products. However, marine organisms from the Brazilian coastline have been largely underexplored as source of secondary metabolites. The present investigation was developed in the scope of two thematic projects, the first one during 2002 and 2006 the second one, still in progress, aims the discovery of the potentialities of marine organisms of the Brazilian coast as a source of biologically active secondary metabolites. Bioactive extracts of five species of marine invertebrates have been investigated: three ascidians, one sponge and one octocoral. The fractionation of these extracts led to the isolation of 15 compounds, of which seven are unprecedented in the literature. From the crude extract of the ascidian Clavelina oblonga two compounds have been isolated: [3,5-dibromo-4-[(2-oxo-5-oxazolidinyl)]methoxyphenyl]-2- oxazolidinone and (2S,3R)-2-aminododecan-3-ol. The last one displayed potent antifungal activity against Candida albicans. Two compounds have been obtained from the crude extract of the ascidian Didemnum ligulum: asterubine and N,N-dimethyl-O-methylethanolamine. The chemical investigation of the extract of the ascidian Didemnum sp. resulted in the isolation of four modified diketopiperazines: rodriguesines A and B, was well as N-acetil-rodriguesines A and B. Rodriguesines A and B have been obtained as an unseparable mixture, and have been identified by detailed analysis of spectroscopic data including MS/MS experiments. The mixture of the rodriguesines A and B displayed moderate antibiotic activity against a clinical isolate of Streptococcus mutans, against S. aureus mutans UA159 and Staphylococcus aureus ATCC6538. The crude extract of the sponge Plakortis angulospiculatus have been investigated and six polyketides have been isolated: plakortenone, plakortin, plakortide P, methyl 3,6-epoxy-4,6,8-triethyl-2,4,9-dodecatrienoate, spongosoritin A and methyl 3,6-epoxy-4,6,8-triethyldodeca-2,4-dienoate. The polyketides isolated from the sponge P.angulospiculatus have been evaluated in tests of antiparasitic activity against Leishmania chagasi and Trypanosoma cruzi, antineuroinflammatory and cytotoxic against four different human cancer cell lines. Plakortide P exhibited potent and highly selective leishmanicidal activity. Finally, the chemical investigation of the crude extract from the octocoral Carijoa riisei resulted in the isolation of a single constituent, the known steroid 18- acetoxypregna-1,4,20-trien-3-one, which displayed cytotoxic, antitrypanosomal and antileishmanial activity.

Florações de cianobactérias tóxicas em corpos dágua doce usados como fonte para o consumo humano, recreação e irrigação são freqüentes nos dias de hoje devido à eutrofização destes ambientes. O monitoramento de linhagens tóxicas é importante para a prevenção dos efeitos adversos causados por suas toxinas na saúde de humanos e animais. Métodos rápidos e sensíveis para a detecção precoce das cianobactérias tóxicas em estações de tratamento de água e em programas de monitoramento de mananciais são de fundamental interesse para a prevenção desses efeitos. Atualmente, contagem de células, identificação de cianobactérias por microscopia óptica e análises químicas ou imunológicas das toxinas são usadas nos monitoramentos. Em anos recentes, métodos moleculares estão sendo desenvolvidos e propostos para o diagnóstico rápido e sensível da presença de cianobactérias tóxicas em diversos ambientes. Este estudo teve por objetivo implementar uma metodologia capaz de acessar e quantificar as cianobactérias do gênero Microcystis na Praia dos Namorados, no reservatório de Salto Grande, Americana, SP, local cujo uso recreacional é bastante intenso e florações de cianobactérias são freqüentemente observadas. Simultaneamente, buscou-se detectar o potencial de produção de microcistinas desses organismos. A técnica de PCR Quantitativa em Tempo Real (qPCR) foi empregada com essa finalidade e dois conjuntos de oligonucleotídeos LUX foram desenvolvidos tendo como alvo dois genes distintos. Seqüências de cpcBA-IGS do operon da ficocianina (PC) foram obtidas para sete linhagens de cianobactérias brasileiras, as quais foram alinhadas com outras seqüências existentes em banco de dados público, e permitiram o desenho dos iniciadores de qPCR QPCF/QPCR, capazes de amplificar fragmentos de 144 pb. Da mesma forma, outras 11 sequências inéditas foram obtidas para uma região do domínio da N-methyltransferase do gene da sintetase de microcistinas (mcyA) e permitiram o desenvolvimento dos iniciadores QmcyANMTF/ QmcyA-NMTR, capazes de amplificar fragmentos de 154 pb. Ambos os conjuntos foram marcados uma única vez com os fluoróforos FAM (QPCF/QPCR) ou JOE (QmcyA-NMTF/QmcyA-NMTR). Curvas de calibração para ambos os genes foram estabelecidas com regressão linear simples usando os valores de Ct (número de ciclos da qPCR em que a fluorescência atinge um limiar fixo pré-determinado) e concentrações conhecidas de DNA gênomico (em número de células equivalente) da Microcystis sp. NPLJ-4 (produtora de microcistina). As diluições utilizadas para o estabelecimento dessas curvas variaram de 1:10 a 1:10-5 e as concentrações de DNA foram correlacionadas com o respectivo número de células na amostra, obtido pela técnica de Utermöhl em laboratório certificado, como metodologia independente. Para PC e mcyA, as equações de regressão foram y = 43,977 - 1,8097Ln(x) (R2 = 0,99, p<0,05) e y = 42,932 - 1,8449Ln(x) (R2 = 0,99, p<0,05), respectivamente, sendo y = Ct com limiar de fluorescência fixo avaliado em 0,03 e x = quantidade de DNA na amostra em concentrações conhecidas (dada como log do número de células equivalente). Para ambos os genes analisados, o limite de detecção foi de 100 células por reação. Eficiências de 79 e 76% foram alcançadas nas amplificações para PC e mcyA, respectivamente. Posteriormente, essa metodologia foi aplicada a duas outras linhagens isoladas de Microcystis e em amostras ambientais de água, que foram coletadas sempre no mesmo ponto (Praia dos Namorados), em quatro períodos distintos (dez 06, abr 07, set 07 e nov 07). Genótipos PC (em número de células mL-1) foram quantificados pela técnica de qPCR em todas as amostras analisadas. Porém, genótipos mcy puderam ser determinados apenas em M. aeruginosa NPJB1 (0,5%) e na amostra referente à primeira coleta (2,7%). Os resultados de número de células em todas as análises feitas usando a técnica de Utermöhl foram superiores aos obtidos pela qPCR. A comparação entre as médias dos valores de quantificações gerados por Utermöhl e qPCR (PC) mostrou diferença significativa (Teste t de Student, p <0,05). Nas amostras ambientais, com exceção da primeira coleta, a presença de outros gêneros de cianobactérias cocóides, como Radiocystis e Sphaerocavum, foi observada, e suas distinções não foram possíveis nas observações microscópicas após a disrupção das colônias. Estudos adicionais realizados com a região cpcBA-IGS desses outros gêneros mostraram 96% de identidade com Microcystis, e seqüências IGS bastante similares. Assim, existe a possibilidade de que os iniciadores desenhados neste estudo estejam também amplificando esses dois gêneros de cianobactérias. Em adição, a contagem em microscópio pode ter superestimado os resultados, enquanto que a técnica de qPCR mostrou baixa eficiência de amplificação. O ensaio imunológico ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay) identificou a produção de microcistinas dos tipos LR, RR ou YR em todas as amostras com concentrações maiores que 0,1 g L-1, com exceção da M. aeruginosa NPCD1 (não produtora de microcistinas). Os resultados obtidos neste estudo indicam que o número de células de Microcystis, estimado pela técnica de qPCR pode ser usado para o monitoramento ambiental na Praia dos Namorados, em atendimento à Portaria MS 518. Além disso, demonstram que é possível inferir a proporção de genótipos mcyA a partir da determinação de genótipos PC. Contudo, a validação dessa técnica requer maiores estudos, incluindo a utilização de mais gêneros de cianobactérias e análises de outros reservatórios brasileiros, para melhor avaliar sua confiabilidade para uso no monitoramento ambiental. Para fins de monitoramento em larga escala, a técnica de qPCR mostrou-se mais viável economicamente em relação à contagem de células por microscopia, devido a sua maior capacidade de processamento (18 amostras dia-1) / Toxic cyanobacterial blooms in freshwater bodies used as a source for human consumption, recreation and irrigation are frequent nowadays due to the eutrofication of these environments. The monitoring of toxic strains is important for the prevention of the side effects caused by their toxins in human and animal health. Rapid and sensitive methods for early detection of toxic cyanobacteria in water treatment stations and aquatic monitoring programs are essential for the prevention of these effects. Currently, cells counting, cyanobacterial identification using optical microscopy and chemical or immunological analyses of the toxins are applied for monitoring purposes. In recent years, molecular approaches are being developed and proposed for rapid and sensitive diagnosis of the presence of toxic cyanobacteria in several environments.This study aimed to implement a methodology capable of access and quantify Microcystis cyanobacterial genus at the Praia dos Namorados, in the Salto Grande reservoir, Americana, SP, where recreation is very intense and cyanobacterial blooms are frequently observed. Simultaneously, it was searched to detect the potential for microcystins production by these organisms. The Real Time Quantitative PCR (qPCR) technique was employed for these purpose and two sets of LUX primers were developed to target two distinct genes. Sequences of cpcBA-IGS of the phycocyanin operon (PC) were obtained for seven Brazilian cyanobacterial strains, which were aligned with other existing public database sequences, and allowed to design the qPCR QPCF/QPCR primers, able to amplify fragments of 144 bp. In the same way, 11 novel sequences were obtained from a region of the N-methyltransferase domain of the microcystin sinthetase gene (mcyA) and allowed the development of QmcyANMTF/ QmcyA-NMTR primers, able to amplify fragments of 154 bp. Both primer sets were labeled only once with FAM (QPCF/QPCR) or JOE (QmcyA-NMTF/QmcyA-NMTR) fluorophors. Standard curves for both genes were established with simple linear regression using the Ct values (the PCR cycle numbers at which the fluorescence reaches a predetermined threshold level) and known Microcystis sp. NPLJ-4 (microcystin producer) genomic DNA concentrations (in cell number equivalents). The dilutions used for the establishment of these curves ranged from 1:10 to 1:10-5 and the DNA concentrations were correlated with the respective cell numbers of the sample, obtained by Utermöhl technique in a certified laboratory, as an independent methodology. For PC and mcyA, the regression equations were y = 43.977 - 1.8097Ln(x) (R2 = 0.99, p<0,05) and y= 42.932 - 1.8449Ln(x) (R2 = 0.99, p<0,05), respectively, where y is the Ct at the set fluorescence threshold level (0.03) and x is the amount of known DNA concentrations in the sample (given as log cell number equivalents). For both analyzed genes, the detection limit was 100 cells per reaction. Efficiencies of 79 and 76% were achieved for PC and mcyA amplifications, respectively. Subsequently, this methodology was applied to two other isolated Microcystis strains and to environmental water samples, which were collected always in the same location (Praia dos Namorados), in four different periods (Dez 06, Apr 07, Set 07 and Nov 07). PC genotypes (in cell numbers mL-1) were quantified by the qPCR technique in all analyzed samples. However, mcy genotypes could be determined only in M. aeruginosa NPJB1 (0.5%) and in the first collected sample (2.7%). The results of cell numbers in all the analyses performed using Utermöhl technique were superior then those obtained by qPCR. The comparison between the average quantification values generated by Utermöhl and qPCR (PC) showed significant difference (Test t of Student, p<0,05). In the environmental samples, except for the first one collected, the presence of other cocoid cyanobacterial genera, such as Radiocystis and Sphaerocavum, was observed, and their distinctions were not possible by microscope observation after colonies disruption. Further studies carried out with the cpcBA-IGS region of these other genera showed 96% of identity with Microcystis, and very similar IGS sequences. Then, there is a possibility that the primers designed in this study are also amplifying these two cyanobacterial genera. In addition, microscopic cells counting may have overestimated the results, whereas qPCR technique showed low efficiency of amplification. The ELISA immunological assay (\"Enzyme-Linked Immunosorbent Assay\") identified the LR, RR or YR microcystins types in all samples analysed with concentrations higher than 0.1 mg L-1, with exception of M. aeruginosa NPCD1 (no microcystin producer). The results obtained in this study suggest that Microcystis cell numbers estimated by qPCR technique can be used for the environmental monitoring of the Praia dos Namorados, in attendance to the MS 518 regulation. Furthermore, they demonstrate that it is possible to infer the mcyA genotypes proportion from the PC genotypes determination. However, further studies are required for the validation of this technique, including the use of more cyanobacterial genera and other Brazilian reservoirs analyses, to better evaluate the reliability for its use in the environmental monitoring. For large scale monitoring, the qPCR technique is more economically viable when compared to the microscopic cells counting, due to its large processing capacity (18 samples day-1)

As algas vermelhas, filo Rhodophyta, representam uma das maiores e mais antigas linhagens de organismos eucarióticos. Dentre as Rhodophyta, o gênero Laurencia J.V. Lamouroux (Ceramiales) é um dos mais completos do ponto de vista químico, pois consiste no maior produtor de metabólitos secundários e assim, destaca-se como uma fonte fascinante de novos produtos naturais, biologicamente ativos. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial farmacológico dos extratos das espécies de Laurencia frente às atividades biológicas, assim como a análise da composição bioquímica e identificação de seus constituintes químicos. As espécies utilizadas foram L. aldingensis (LA), L. catarinensis (LC), L. dendroidea (LD), L.intricata (LI). Adicionalmente L. translúcida (LT), Palisada flagellifera (PF), P.perforata (PP) e uma variante pigmentar de LD (LDV) foram utilizadas para comparação. Para o desenvolvimento das atividades propostas foram utilizados extratos fracionados obtidos sucessivamente através dos solventes hexano (EH), clorofórmio (EC), metanol (EM), água (EA) e também extrato aquoso bruto (EAB). A análise de proteínas foi feita com os métodos de Bradford, Ácido bicinconínico (BCA) e absorção na luz UV a 280 nm. Destes, o método de Bradford mostrou-se o mais adequado Na dosagem de ficobilinas, a ficoeritrina se apresentou em maior quantidade em todas as espécies testadas em relação à ficocianina e aloficocianina. O ensaio para avaliação da atividade antimicrobiana usando vários patógenos foi feito por microdiluição em placa seguindo a NCCLS e as concentrações inibitórias mínimas (CIM) foram obtidas espectrofotometricamente. Em bactérias, LA-EH foi bactericida contra P. aeruginosa a uma concentração de 62,8 &mu;g.mL-1 e os extratos LA-EM e LC-EH tiveram uma ação bacteriostática forte contra S. pneumoniae nas concentrações de 51,1 e 85,1 &mu;g.mL-1, respectivamente. No ensaio antifúngico, LA-EH e LA-EC foram fungicidas contra C.parapsilosis a 49,0 e 57,8 &mu;g.mL-1, respectivamente. O ensaio antioxidante foi feito usando-se o método com DPPH, em que os EC apresentaram-se como os melhores extratos possuidores de moléculas capazes de doar prótons. Para o teste anticolinesterásico foi feito o ensaio qualitativo em CCD e ensaio quantitativo em microplaca pelo método de Ellman que puderam demonstrar a atividade inibidora da AChE sendo menor que 50 % , mesmo para concentrações de 600 &mu;g.mL-1. O perfil foi muito semelhante em todos os extratos testados no qual os EH e EC foram os mais ativos e os EM possivelmente deram um falso positivo, enquanto os extratos EA e EAB tiveram atividades baixas. No ensaio contra o fitopatógeno causador da antracnose no mamão, Colletotrichum gloesporioides, os resultados mostram que LC-EH e LD-EH são os mais ativos, com IC50 de 70 e 40 &mu;g.mL-1, respectivamente. Para o ensaio citotóxico contra células de mamíferos está sendo desenvolvido um modelo em que se utilizam células MES-SA e sua correspondente mutante (MES-SA/Dx5) multiresistente a drogas. O modelo proposto é bastante promissor e, do screening inicial sugere-se uma investigação mais detalhada em LD-EH e LT-EH cujos IC50 foram de 91 &mu;g.mL-1 e 16 &mu;g.mL-1, respectivamente, contra MES-SA. Uma investigação química de cada uma das frações dos extratos das espécies LA, LC, LD e LI foi realizada utilizando-se o CG-EM. Para identificação das substâncias foi utilizada a biblioteca do equipamento e literatura disponível através da comparação dos espectros de massas, tempo de retenção e Índice de Kovat´s. Os resultados obtidos neste estudo apresentaram potencial que justifica dar continuidade na busca de novas moléculas ou grupo de moléculas capazes de serem usadas em terapias sem a toxidez das substâncias sintetizadas quimicamente. / The Red Algae, phylum Rhodophyta, represent one of the largest and oldest lineages of eukaryotic organism. From the chemical standpoint, the Laurencia J.V. Lamouroux (Ceramiales) has been identified as one of the most complete and diverse genus within this specific group. The members of this genus have been identified, for instance, as the largest producers of secondary metabolites known to the Rhodophyta. Thus, it is not surprising that these specific species are currently under intense scrutiny with regard to their potential as new sources of natural products for medical and biotechnological applications. The primary aim of this study is to start a systematic investigation on the identification and characterization of novel Laurencia natural products showing desirable pharmacological and biomedical properties. The species used in this research are L. aldingensis (LA), L. catarinensis (LC), L. dendroidea(LD), L. intricate (LI). In addition, L. translucida (LT), Palisada flagellifera(PF), P.perforata (PP) and a pigment variant of LD (LDV) were included for comparison. Specifically, algal extracts were obtained through the sequential fractionation of dried algae samples with hexane (EH), chloroform (EC), methanol (EM), water (EA), and a single, crude, aqueous extracts (EAB). Protein content was performed using the Bradford, bicinchoninic acid assay (BCA) and the 280 nm uv quantification methods. The Bradford method was identified to be more appropriate for quantification. The analysis of phycobilins revealed that phycoerythrin was the major pigment in all species tested. Extracts were assayed for antimicrobial activity following the NCCLS microdilution tests and the minimum inhibitory concentration (MICs) obtained spectrophotometrically. Antimicrobial activity was explored using a variety of model biological targets (i.e. pathogens). To this end, microdilutions were used following the classical NCCLS and a minimal inhibitory concentration (MIC) protocol was performed on basis of electronic spectroscopy measurements. With respect to our findings on antibacterial activity, the LA-EH extract was bactericidal against the P. aeruginosa concentration of 62.8 &mu;g.mL-1 extracts and LA-EM and LC-EH had a strong bacteriostatic action against S. pneumoniae at concentrations of 51.1 and 85,1 &mu;g.mL-1, respectively. In the antifungal assay, LA-EH and LA-EC were fungicides against C. parapsilosis to 49.0 and 57.8 &mu;g.mL-1, respectively. The antioxidant assay was tested using the method with DPPH, in which the EC presented them as possessing the finest extracts of molecules capable of donating protons. And for the anticholinesterase test was done in the qualitative assay and quantitative assay on TLC plate by the Ellman method that could demonstrate the inhibitory activity of AChE less than 50 % for concentrations of 600 &mu;g.mL-1. The profile was similar for all extracts in which the EH and EC were the most active and possibly EM gave a false positive, while the EA and EAB extracts had very low activity. In the trial against the pathogen Colletotrichum Gloesporioides that causes papaya anthracnose the results show that LC-EH and LD-EH are the most active with IC50 of 70 and 40 &mu;g.mL-1, respectively. To perform the cytotoxicity assay against mammalian cells a model that is under development was proposed in which use cells MES-SA and its corresponding mutant (MES-SA/Dx5) multi-drug resistant. The proposed model is quite promising and the initial screening we propose a more detailed investigation of LD-EH and LT-EH whose IC50 were 91 &mu;g.mL-1 and 16 &mu;g.mL-1, respectively, against MES-SA cells. The LA, LC, LD and LI extract compounds were analyzed by GC-MS and the identification was performed using the library data and literature by comparing the mass spectra, retention time and index Kovat\'s. The study conducted here is likely to draw directions and help in the search for new molecules or group of molecules capable of being used in therapy without the toxicity of chemically synthesized compounds.

Charles University Faculty of Pharmacy in Hradec Králové Department of Pharmaceutical Botany Candidate: Ivana Lakatošová Supervisor: PharmDr. Anna Hošťálková, Ph.D. Title of Master's thesis: Bioactive metabolites of representative members in the genus Magnolia 2019, 72 p. Key words: Magnolia, secondary metabolites, traditional medicine, CNS bioactivity The aim of this Master's thesis was to summarise current knowledge of significant secondary metabolites of species Magnolia officinalis and Magnolia obovata, and their biological activity. Botanical features of genus Magnolia were defined and described, followed by the classification of bioactive compounds isolated from species Magnolia officinalis and Magnolia obovata. The Master's thesis focused predominantly on the effects of biphenol compounds of magnolol and honokiol, which have been subjected to many studies. The main attention was given to the immunosuppressive effect and pharmacologic effects on the nervous system. Essential oils were observed to have an anti-inflammatory and a myorelaxant effect. Alkaloids and neolignans, which had been known to relax spasms of skeletal muscles, expressed neuroprotective activity. Neolignans were shown to have the inhibitory effect on bacteria, viruses and pathogenic fungi. They also proved themselves to be...