O gene de RNAr 16S tem sido amplamente utilizado na inferência filogenética de organismos procariotos, entretanto, sequências desse gene de cianobactérias isoladas de manguezais brasileiros são inexistentes. Neste estudo, 42 sequências inéditas do gene de RNAr 16S de cianobactérias isoladas de manguezais brasileiros foram geradas. Na análise BLAST as sequências apresentaram similaridades variando de 91 a 99% com outras sequências conhecidas de cianobactérias depositadas no GenBank. Na análise filogenética do gene de RNAr 16S várias sequências do gênero Chlorogloea ficaram agrupadas com sequências do gênero Synechococcus e algumas sequências de Nostoc ficaram mais próximas de sequências de Nodularia. As sequências de Leptolyngbya agruparam-se separadas das típicas de Leptolyngbya. Esses resultados corroboram com outros estudos, os quais mostraram que o filo Cyanobacteria necessita de revisão taxonômica. Na avaliação do potencial de produção de substâncias bioativas de 44 isolados de manguezais utilizando a técnica de PCR e dois conjuntos de oligonucleotídeos iniciadores degenerados específicos para sequências gênicas codificantes de peptídeo sintetase não ribossômica (NRPS) e policetídeo sintase (PKS) modular, 10 linhagens apresentaram resultado positivo para presença de NRPS e todos os isolados apresentaram resultado positivo para PKS. Na tentativa de atribuir função a esses genes e posteriormente explorar as potencialidades das linhagens, um produto da PCR de NRPS e 19 de PKS foram sequenciados, as sequências obtidas foram traduzidas para aminoácidos e utilizadas na construção de árvores filogenéticas. A análise filogenética da sequência de aminoácido do domínio de adenilação da NRPS indicou uma possível síntese de sideróforo pela linhagem Phormidium CENA135. Extratos extracelulares dessa linhagem analisados por Q-TOF/MS e RMN indicaram a produção de um sideróforo anfifílico com massa molecular e estrutura similar ao sideróforo synechobactina A. As sequências de aminoácidos do domínio da cetossintase de PKS das 19 linhagens mostraram relações filogenéticas com várias PKSs de linhagens conhecidas por produzirem substâncias, tais como sideróforo, algicida, microginina, oscilaginina B, hectoclorina e scytonemina. No teste da atividade antimicrobiana contra micro-organismos patogênicos dos extratos intra e extracelulares das 44 linhagens, 17 delas inibiram o crescimento de vários dos micro-organismos testados. Os extratos ativos foram analisados por Q-TOF/MS e 34 substâncias putativas conhecidas foram identificadas, tais como fungicidas, inibidores de proteases, antimaláricos e outras de funções desconhecidas. O teste imunológico ELISA específico para detecção da hepatotoxina microcistina (MC) apresentou resultado positivo para 16 das 23 linhagens testadas. Fragmentos de sequências do gene mcyA envolvido na síntese de MC foram amplificados por PCR em cinco linhagens (Synechococcus CENA136, Phormidium CENA135, Chlorogloea CENA142, Chlorogloea CENA146 e Nostoc CENA160), inclusive em dois gêneros sem registro de produção dessa toxina (Synechococcus e Chlorogloea). O teste ELISA específico para detecção da neurotoxina saxitoxina (SXT) apresentou resultado positivo para três linhagens. Entretanto, a análise em Q-TOF/MS e FT-ICR/MS de 15 linhagens, inclusive das que apresentaram resultado positivo no ELISA, não confirmaram a produção de saxitoxinas. / The 16S rRNA gene has been widely used in phylogenetic inference of prokaryotic organisms, however, sequences of this gene of cyanobacteria isolated from Brazilian mangroves are absent. In this study, 42 newly sequences of 16S rRNA gene of cyanobacteria isolated from Brazilian mangroves were generated. BLAST analysis of the sequences showed similarities ranging from 91-99% with other known cyanobacterial sequences deposited in GenBank. Phylogenetic analysis of several 16S rRNA sequences from the genus Chlorogloea were clustered with sequences from the genus Synechococcus and some sequences of Nostoc were closer to sequences of Nodularia. The Leptolyngbya sequences clustered separated from those of typical Leptolyngbya. These results corroborate with other studies which showed that the phylum Cyanobacteria need taxonomic revision. In assessing the potential of bioactive compounds production of 44 mangrove isolates using PCR technique and two sets of degenerated primers specific for gene sequences encoding non-ribosomal peptide synthetase (NRPS) and modular polyketide synthase (PKS), 10 strains showed positive results for the presence of NRPS and all isolates were positive for PKS. In an attempt to assign function to these genes and further explore the potential of the strains, a PCR product of NRPS and 19 PKS were sequenced and the sequences obtained were translated into amino acids and used to construct phylogenetic trees. Phylogenetic analysis of amino acid sequence of the NRPS adenylation domain indicated a possible synthesis of siderophore by the Phormidium strain CENA135. Extracellular extracts of this strain analyzed by Q-TOF/MS and NMR indicated the production of an amphiphilic siderophore with molecular mass and structure similar to the siderophore synechobactin A. The amino acid sequences of the PKS ketosynthase domain of 19 strains showed phylogenetic relationships with several PKSs of strains known to produce compounds such as siderophore, algicide, microginin, oscillaginin B, hectochlorin and scytonemin. In the antimicrobial activity test against pathogenic microorganisms of the intra- and extracellular extracts of 44 strains, 17 of them inhibited the growth of various microorganisms tested. The active extracts were analyzed by Q-TOF/MS and 34 putative known substances were identified such as fungicides, protease inhibitors, antimalarials, and others of unknown function. The immunological test ELISA specific for detection of the hepatotoxin microcystin (MC) was positive for 16 of the 23 strains tested. Sequence fragments mcyA gene involved in the synthesis of MC were amplified by PCR in five strains (Synechococcus CENA136, Phormidium CENA135, Chlorogloea CENA142, Chlorogloea CENA146 and Nostoc CENA160), including two genera with no record of production of this toxin (Synechococcus and Chlorogloea). Specific ELISA test for detection of the neurotoxin saxitoxin (SXT) showed positive results for three strains. However, analysis by Q-TOF/MS and FT-ICR/MS of 15 strains, including those that showed positive ELISA results, did not confirm the saxitoxin production.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:teses.usp.br:tde-02082010-165249 |
| Date | 28 June 2010 |
| Creators | Caroline Souza Pamplona da Silva |
| Contributors | Marli de Fatima Fiore, Fernando Dini Andreote, Rosane Maria de Aguiar Euclydes, Luiz Alberto Beraldo de Moraes, Claudia Barros Monteiro Vitorello |
| Publisher | Universidade de São Paulo, Agronomia (Microbiologia Agrícola), USP, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP, instname:Universidade de São Paulo, instacron:USP |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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