A agricultura moderna exige que as operações de manejo das plantas daninhas sejam economicamente viáveis, e principalmente seguras em termos de minimização da contaminação ambiental. A preocupação sobre a utilização intensiva de herbicidas sintéticos tem sido debatida constantemente, de tal forma que pesquisas têm sido desenvolvidas estrategicamente para a descoberta de novas moléculas herbicidas, baseadas em produtos naturais, para aplicação direta como agente de controle ou utilização indireta como aleloquímico. O solo é habitado por uma grande variedade de microrganismos, sendo que a maioria deles não foi estudada e identificada até o momento, conseqüentemente muitas pesquisas ainda podem ser desenvolvidas com o objetivo de explorar metabólitos secundários produzidos por estes microrganismos. Sendo assim, foi desenvolvida a presente pesquisa com o objetivo de testar e desenvolver uma fase inicial na seleção e descoberta de microrganismos do solo (actinomicetos) com potencial de produção de compostos fitoinibitórios. O método geral de seleção constituiu-se na coleta de amostras de solo de 0-20 cm de profundidade, a partir de áreas com diferentes sistemas de manejo e/ou vegetação. Estas amostras de solo foram então submetidas ao isolamento de actinomicetos (10 g de solo de cada amostra) através da diluição em série e plaqueamento em meio seletivo. Foram isoladas e cultivadas em meio líquido glicerina-caseína 103 colônias, sendo que, a solução de metabólitos acelular foi obtida por centrifugação e filtragem. A partir das soluções contendo os metabólitos foi conduzido um teste de germinação (screening primário) através de bioensaios de laboratório, utilizando como plantas teste pepino (Cucumis sativa) e sorgo (Sorghum bicolor). Com o objetivo de verificar a concentração do meio de cultura que exerceria o mínimo de efeito na germinação e crescimento/desenvolvimento das plântulas, foi realizado um teste de germinação com o meio de cultura sem os metabólitos microbiológicos, sendo avaliado através de análise de regressão dos resultados obtidos. O screening secundário foi realizado em condições de câmara-de-crescimento e consistiu na aplicação do meio de cultura acelular em condições de pré e pós-emergência das plantas de pepino e sorgo. Os screenings primário e secundário resultaram na seleção de sete microrganismos produtores de composto fitoinibitórios, estes utilizados para condução do experimento em condições de casa-de-vegetação, sendo aplicadas as soluções de metabólitos em condições de pré e pós-emergência das plantas de pepino, sorgo, picão-preto (Bidens pilosa) e capim colchão (Digitaria ciliaris). A conclusão principal desta pesquisa foi de que o método para seleção de isolados de actinomicetos, com potencial de produção de fitotoxicinas é adequado, e pode ser utilizado em um programa de descoberta de novos compostos com potencial herbicida, no entanto, os resultados obtidos não permitiram isolar actinomicetos com suficiente potencial fitoinibitório, para ser utilizado de forma direta em um programa de manejo de plantas daninhas na agricultura. / The modern agriculture requires that the weed management practices are economically feasible, and mainly safe for the minimization of the environmental contamination. The concern on the intensive use of synthetic herbicides has been debated constantly, in such way that researches have been developed strategically for the discovery of new herbicides molecules, based on natural products, either for direct application as control agent, or for indirect use as allelochemical. The soil is colonized by a great variety of microorganisms, however most of them were not studied and identified at the moment, consequently many researches still can be done, with the objective of exploring secondary metabolites produced by these microorganisms. Therefore, it was developed this research with the objective of testing and developing a initial process in the selection and discovery of soil microorganisms (actinomycetes) with potential of producing phytoinhibitory compounds. The general method used in the research consisted of soil sampling at 0-20 cm depth, from areas that had been cultivated with different cropping systems and/or vegetation. These soil samples were submitted to actinomycets isolation (10 g of soil per sample) through series dilution in selective medium. It was isolated and cultivated in liquid casein-glycerin medium 103 colonies, being the no cellular metabolite solution obtained by centrifugation and filtration. From the solutions containing the metabolites it was conducted a germination test (primary screening) through a laboratory bioassay with test plants of cucumber (Cucumis sativus) and sorghum (Sorghum bicolor). Objectifying to verify each of the cultivation medium concentrations that would cause the minimum effect on germination and growth/development of seedlings, it was also conducted a germination test with medium without the microbial metabolites, being evaluated through regression analysis results. The secondary screening was done in the growth chamber conditions, and consisted of application of no cellular medium in pre and post emergence conditions of the plants of sorghum and cucumber. The primary and secondary screening resulted in the selection of seven microorganisms producers of phytoinhibitory compounds, these used to conduct an experiment in the greenhouse, being sprayed the metabolic solutions in pre and post emergence conditions of cucumber, sorghum, Bidens pilosa and Digitaria ciliaris. The main conclusion of the research was that the method used for actinomycets selection and isolation, with potential of phytotoxins production is adequate and can be used in a new compounds discovery program with potential herbicide effects; however the results obtained did not allow isolating actinomycets with enough phytoinhibitory potential to be directly used in a program of weed management in agriculture.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2015-10-27T15:39:37Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Aparecida Machado - 2015.pdf: 8393825 bytes, checksum: f7837b22c2fc6a1d70270626bbb3b3d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-10-28T14:08:00Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Aparecida Machado - 2015.pdf: 8393825 bytes, checksum: f7837b22c2fc6a1d70270626bbb3b3d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-28T14:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Michelle Aparecida Machado - 2015.pdf: 8393825 bytes, checksum: f7837b22c2fc6a1d70270626bbb3b3d9 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-03-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the present work the chemical study of Eriotheca pubescens lead to the isolation and structural identification of secondary metabolites present in the stems and leaves of this species. Furthermore, it was evaluated of antioxidant potential by the capture method of free radicals using DPPH and the study also was lead to search cathepsins K, L, and V inhibitors through in vitro test using the fluorogenic substrate Z-FR-MCA. The chemical study of the ethanolic extract from the stem led to the isolation and identification of triterpenoids α-amyrin and β-amyrin; two diterpenoids, 7-oxo-labda-8,13-dien-15-oic acid and ent-Δ13,14- labd-8β-ol-15-oic acid; four derivatives of benzoic acid, p-hydroxybenzoic acid, 3,4-dihydroxybenzoic acid, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid, 3-methoxy-4- hydroxybenzoic acid and flavonoid quercetin. From the ethanolic extract of the leaves, it has been isolated and identified two triterpenoids, lupenona and lupeol. The compounds 3,4-dihydroxybenzoic acid (EC50 0,34 ± 0,0083 mM) and quercetina (EC50 de 0,11 ± 0,0057 mM) showed high antioxidant potential using DPPH assays. The extracts and the major fractions showed above 50% inhibitory activity against cathepsins K, L and V. The p-hydroxybenzoic acid was shown to be a moderate inhibitor (IC50 135,81 ± 17,07 μM) and quercetin a potent and selective inhibitor (IC50 2,2 ± 0,2 μM), both against cathepsin V. These results are important to contribute the chemical and biological knowledge of this species, which so far has no reports of chemical and biological studies. / No presente trabalho foi realizado o estudo químico de Eriotheca pubescens com a finalidade de isolar e identificar estruturalmente metabólitos secundários presentes no caule e nas folhas desta espécie. Além disso, foi realizada avaliação do potencial antioxidante através do método de captura dos radicais livres com DPPH e avaliação do potencial de inibição frente às catepsinas K, L e V através de ensaio in vitro utilizando o substrato fluorogênico Z-FR-MCA. O estudo químico do extrato etanólico do caule levou ao isolamento e identificação dos triterpenoides α-amirina e β-amirina; dois diterpenoides, ácido 7-oxo-labda-8,13-dien-15-oico e o ácido Δ13,14-ent-labd-8β-ol-15-oico; quatro derivados do ácido benzoico, o ácido p-hidroxibenzoico, o ácido 3,4- diidroxibenzoico, o ácido 4-hidroxi-3,5-dimetoxibenzoico, o ácido 3-metoxi-4- hidroxibenzoico e o flavonoide quercetina. Do extrato etanólico das folhas foram isolados e identificados dois triterpenoides, sendo estes a lupenona e o lupeol. No ensaio de atividade antioxidante o ácido 3,4-diidroxibenzoico (EC50 de 0,34 ± 0,0083 mM) e a quercetina (EC50 de 0,11 ± 0,0057 mM) apresentam elevado potencial antioxidante. Nos ensaios frente às catepsinas K, L e V, os extratos e a maior parte das frações apresentaram atividade inibitória superior a 50% e das substâncias isoladas e avaliadas o ácido p-hidroxibenzoico mostrou-se um moderado inibidor (IC50 de 135,81 ± 17,07 μM) e a quercetina um potente e seletivo inibidor (IC50 de 2,2 ± 0,2 μM), ambos para catepsina V. Estes resultados são importantes para contribuir com o conhecimento químico e biológico desta espécie, que até o momento não possui relatos de estudos químicos e biológicos.

A agricultura moderna exige que as operações de manejo das plantas daninhas sejam economicamente viáveis, e principalmente seguras em termos de minimização da contaminação ambiental. A preocupação sobre a utilização intensiva de herbicidas sintéticos tem sido debatida constantemente, de tal forma que pesquisas têm sido desenvolvidas estrategicamente para a descoberta de novas moléculas herbicidas, baseadas em produtos naturais, para aplicação direta como agente de controle ou utilização indireta como aleloquímico. O solo é habitado por uma grande variedade de microrganismos, sendo que a maioria deles não foi estudada e identificada até o momento, conseqüentemente muitas pesquisas ainda podem ser desenvolvidas com o objetivo de explorar metabólitos secundários produzidos por estes microrganismos. Sendo assim, foi desenvolvida a presente pesquisa com o objetivo de testar e desenvolver uma fase inicial na seleção e descoberta de microrganismos do solo (actinomicetos) com potencial de produção de compostos fitoinibitórios. O método geral de seleção constituiu-se na coleta de amostras de solo de 0-20 cm de profundidade, a partir de áreas com diferentes sistemas de manejo e/ou vegetação. Estas amostras de solo foram então submetidas ao isolamento de actinomicetos (10 g de solo de cada amostra) através da diluição em série e plaqueamento em meio seletivo. Foram isoladas e cultivadas em meio líquido glicerina-caseína 103 colônias, sendo que, a solução de metabólitos acelular foi obtida por centrifugação e filtragem. A partir das soluções contendo os metabólitos foi conduzido um teste de germinação (screening primário) através de bioensaios de laboratório, utilizando como plantas teste pepino (Cucumis sativa) e sorgo (Sorghum bicolor). Com o objetivo de verificar a concentração do meio de cultura que exerceria o mínimo de efeito na germinação e crescimento/desenvolvimento das plântulas, foi realizado um teste de germinação com o meio de cultura sem os metabólitos microbiológicos, sendo avaliado através de análise de regressão dos resultados obtidos. O screening secundário foi realizado em condições de câmara-de-crescimento e consistiu na aplicação do meio de cultura acelular em condições de pré e pós-emergência das plantas de pepino e sorgo. Os screenings primário e secundário resultaram na seleção de sete microrganismos produtores de composto fitoinibitórios, estes utilizados para condução do experimento em condições de casa-de-vegetação, sendo aplicadas as soluções de metabólitos em condições de pré e pós-emergência das plantas de pepino, sorgo, picão-preto (Bidens pilosa) e capim colchão (Digitaria ciliaris). A conclusão principal desta pesquisa foi de que o método para seleção de isolados de actinomicetos, com potencial de produção de fitotoxicinas é adequado, e pode ser utilizado em um programa de descoberta de novos compostos com potencial herbicida, no entanto, os resultados obtidos não permitiram isolar actinomicetos com suficiente potencial fitoinibitório, para ser utilizado de forma direta em um programa de manejo de plantas daninhas na agricultura. / The modern agriculture requires that the weed management practices are economically feasible, and mainly safe for the minimization of the environmental contamination. The concern on the intensive use of synthetic herbicides has been debated constantly, in such way that researches have been developed strategically for the discovery of new herbicides molecules, based on natural products, either for direct application as control agent, or for indirect use as allelochemical. The soil is colonized by a great variety of microorganisms, however most of them were not studied and identified at the moment, consequently many researches still can be done, with the objective of exploring secondary metabolites produced by these microorganisms. Therefore, it was developed this research with the objective of testing and developing a initial process in the selection and discovery of soil microorganisms (actinomycetes) with potential of producing phytoinhibitory compounds. The general method used in the research consisted of soil sampling at 0-20 cm depth, from areas that had been cultivated with different cropping systems and/or vegetation. These soil samples were submitted to actinomycets isolation (10 g of soil per sample) through series dilution in selective medium. It was isolated and cultivated in liquid casein-glycerin medium 103 colonies, being the no cellular metabolite solution obtained by centrifugation and filtration. From the solutions containing the metabolites it was conducted a germination test (primary screening) through a laboratory bioassay with test plants of cucumber (Cucumis sativus) and sorghum (Sorghum bicolor). Objectifying to verify each of the cultivation medium concentrations that would cause the minimum effect on germination and growth/development of seedlings, it was also conducted a germination test with medium without the microbial metabolites, being evaluated through regression analysis results. The secondary screening was done in the growth chamber conditions, and consisted of application of no cellular medium in pre and post emergence conditions of the plants of sorghum and cucumber. The primary and secondary screening resulted in the selection of seven microorganisms producers of phytoinhibitory compounds, these used to conduct an experiment in the greenhouse, being sprayed the metabolic solutions in pre and post emergence conditions of cucumber, sorghum, Bidens pilosa and Digitaria ciliaris. The main conclusion of the research was that the method used for actinomycets selection and isolation, with potential of phytotoxins production is adequate and can be used in a new compounds discovery program with potential herbicide effects; however the results obtained did not allow isolating actinomycets with enough phytoinhibitory potential to be directly used in a program of weed management in agriculture.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3286.pdf: 1985838 bytes, checksum: e5ef56af190be032fb21c75bb7198227 (MD5) Previous issue date: 2010-06-01 / Universidade Federal de Sao Carlos / Studies of marine natural products in 20 years of research have revealed a wide variety of molecules with complex structures and hitherto unknown, and potent biological activities. The aims of this study were to isolate microbial strains associated with Didemnum granulatum, to fermentate such strains for the production of crude extracts and the screening of these extracts for bioactive secondary metabolites. For the isolation of the strains, six different culture media were prepared with artificial sea water: malt extract 2% and 3%, carrot/potato, corn, oat and GPY. The strains were cultivated for 30 days in 250mL of the same culture media. The crude extracts were obtained by partition with ethyl acetate. The extracts were sent for the cytotoxic activity bioassay and analyzed by thin layer chromatography (TLC) on silica gel plate (with absorption in UV-vis). Among the 26 extracts, samples DG (M3) 6'C and DG (M3) 5'C showed potent cytotoxic activity, samples DG (B) 13, DG (M3) 1 and DG (G) 2B a moderate activity. The analysis by TLC indicated the presence of bioactive secondary metabolites in the extracts. The strains were identified as bioactive three fungal: DG (M 3) 6'C (Penicillium sp.) DG (M3) 5'C (Cladosporium sp.) DG (M3) 1 (Aspergillus sp.) And two bacterial: DG (B) 13 (Aurantimonas sp.) DG (G) 2B (Nocardiopsis sp.). These were grown on a larger scale of broth (500 mL) and extracted after 7, 14, 21 and 30 days of incubation. We carried out a cleaning process of these extracts by solid phase extraction (SPE) column of silica gel derivatized with C18 (35 mL of eluent: 100% H2O, MeOH/H2O 1:1 and MeOH 100%). The fractions generated were analyzed by HPLC-UV-MS trying to find characteristic profiles of secondary metabolites. From the DG sample (M3) 6'C (A + B), was isolated and identified the compound 13- deoxy-fomenona previously obtained by Tirilly et al. in 1983. Although this compound is not unheard of, no literature reports of studies involving bioassays cytotoxic against tumor cells and even this compound has been isolated from other species of microorganisms other than the fungus Dicyma pulvinata. / Os estudos sobre produtos naturais marinhos, durante os ultimos 20 anos de pesquisa, revelaram uma grande variedade de moleculas com estruturas complexas e ate entao desconhecidas, alem de potentes atividades biologicas. Assim, os objetivos deste trabalho foram isolar linhagens de micro-organismos associadas a ascidia Didemnum granulatum, sua posterior fermentacao para a producao de extratos brutos e a analise destes extratos na busca por metabolitos secundarios bioativos. Para o isolamento das linhagens foram utilizados os seguintes meios de cultura preparados com agua do mar artificial: extrato de malte 2% e 3%, cenoura/batata, fuba, aveia e GPY. A fermentacao das linhagens foi feita em 250 mL dos mesmos meios de cultura sem agar, durante 30 dias. Os extratos brutos foram obtidos por particao com acetato de etila. Estes extratos foram enviados para bioensaio de atividade citotoxica contra celulas tumorais e analisados por cromatografia em camada delgada (CCD) em placa de silica gel (com diferentes reveladores). Dentre os 26 extratos, as amostras DG(M3) 6 C e DG(M3) 5 C apresentaram potente atividade citotoxica, as amostras DG(B)13, DG(M3)1 e DG(G)2B uma atividade moderada. As analises por CCD indicaram a presenca de metabolitos secundarios nos extratos bioativos. As linhagens bioativas foram identificadas como sendo tres fungicas: DG(M3)6 C (Penicilium sp.); DG(M3)5 C (Cladosporium sp.); DG(M3)1 (Aspergillus sp.) e duas bacterianas: DG(B)13 (Aurantimonas sp.); DG(G)2B (Nocardiopsis sp.). Estas foram cultivadas em escala maior de meio liquido (500 mL) e extraidas apos 7, 14, 21 e 30 dias de incubacao. Realizou-se um processo de limpeza destes extratos por extracao em fase solida (SPE) em coluna de silica-gel derivatizada com C18 (35 mL dos eluentes: H2O 100%, MeOH/H2O 1:1 e MeOH 100%). As fracoes geradas foram analisadas por CLAE-UV-EM buscando-se encontrar perfis caracteristicos de metabolitos secundarios. A partir da amostra DG(M3) 6 C (A+B), foi isolado e identificado o composto 13-desoxi-fomenona, previamente obtido por Tirilly et al. em 1983. Apesar deste composto nao ser inedito, nao ha relatos na literatura de estudos envolvendo bioensaios citotoxicos contra celulas tumorais e nem mesmo deste composto ter sido isolado de outras especies de microrganismos que nao seja do fungo Dicyma pulvinata.

This work describes the isolation of endophytic fungi from plant species Hancornia speciosa and led to the isolation of 14 pure strains. Of which 4 were selected for the chemical study. The chemical study allowed identied 12 substances isolated from fungi Phomopsis sp., Guignardia sp., Aspergillus niger e Aspergillus sp., grown in different culture medium. The crude extracts of fungus Phomopsis sp., grown in PDB medium led to isolation of five compounds, 5- methylmelein, nectriapyrone, succnic acid, 5-hydroxylmethylmelein and a diketopiperazine. Already when the same fungus was grown in ME medium, led to isolation of two compounds, tyrosol and tryptofol. The crude extract of Guignardia sp grown in ME medium led to isolation of compound salicylic acid, which has a plant for ecological importance.The crude extract of Aspergillus niger, grown in PDB medium led to isolation of compounds pyrophen and nigragillin. Already when the same fungus was grown in ME medium, led to isolation of compound itaconic acid. And of crude extract of Aspergillus sp., grown in ME medium was identification of their major compound kojic acid, which was quantified by HPLC in the crude extract (0.7 mg/g of crude extract). O crude extract was tested for its antioxidant activity with DPPH, NO. and H2O2, and exhibited significantly potent inhibition of NO (IC50 de 150 μg/mL) production, showed taht this fungi it owns big biotchenology potential. The structures of these substances were established by spectroscopic methods, including the application of bidimensional NMR techniques, mass spectrum and comparison with published data. / Este trabalho descreve o isolamento de fungos endofíticos da espécie vegetal Hancornia speciosa, o qual conduziu a 14 linhagens puras, dos quais quatro foram selecionados para o estudo químico. O estudo químico possibilitou foi identicar 12 substâncias, isoladas dos fungos Phomopsis sp., Guignardia sp., Aspergillus níger e Aspergillus sp., cultivados em diferentes meios de culturas. O extrato bruto do fungo Phomopsis sp cultivado no meio liquido PBD levou ao isolamento de cinco compostos, 5- metilmeleína, nectapirona, ácido succínico, 5-hidroxilmetilmeleína e uma dicetopiperazina. Já o mesmo fungo quando cultivado no meio líquido-ME, levou ao isolamento de dois compostos, tirosol e triptofol. O estudo do extrato bruto de Guignardia sp., cultivado no meio liquido ME conduziu ao isolamento do composto ácido salicílico, o qual tem um importancia ecológica para planta. O extrato bruto do fungo Aspergillus niger cultivado no meio liquido PBD levou ao isolamento dos compostos pirofen e nigragillin. Já o mesmo fungo quando cultivado em extrato de malte, levou ao isolamento do ácido itacônico. E do extrato bruto do fungo Aspergillus sp., cultivado no meio liquido PBD foi identificada a substância majoritária ácido kójico, a qual foi quantificada por CLAE no extrato bruto (0,7g/ g de extrato bruto). O extrato desse fungo foi testado quanto a sua atividade antioxidante com DPPH, NO. , e H2O2, e mostrou uma forte atividade de inibição da produção de NO (IC50 de 150 μg/mL), indicando que este fungo possui grande potencial biotecnológico. As estruturas das substâncias foram determinadas por métodos espectrométricos, incluindo RMN bi-dimensional, espectros de massas e comparação com a literatura.