Produtos naturais marinhos: isolamento e identificação de metabólitos inéditos a partir de fungos endofíticos e cianobactérias utilizando técnicas de eliciação química epigenética e desreplicação via redes moleculares

• Processo: 10/17178-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Vigência (Início): 01 de janeiro de 2011
• Vigência (Término): 30 de novembro de 2014
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química
• Pesquisador responsável: Hosana Maria Debonsi
• Beneficiário: Rafael de Felício
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (FCFRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 12/00246-7 - Modulação química epigenética de culturas de cianobactérias marinhas, BE.EP.DR
• Assunto(s): Cianobactérias Produtos naturais Biossíntese
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cianobactérias | Fungos Endofíticos | Modulação química epigenética | Molecular networking | Produtos Naturais

Resumo

Os produtos naturais marinhos são apontados com uma das fontes de substâncias bioativas mais importantes para a descoberta de novos fármacos. Neste ambiente, os organismos estão em constante interação ecológica por meio da produção de metabólitos secundários. Fungos endofíticos e cianobactérias representam grupos de microrganismos que realizam a biossíntese de substâncias com características químicas únicas e atividades biológicas potentes. Entretanto, quando retirados de seu habitat natural, esses seres microbianos geralmente perdem sua capacidade metabólica através de um fenômeno denominado silenciamento gênico, no qual genes biossintéticos deixam de ser transcritos devido a motivos ainda indeterminados. Esse mecanismo genético é intermediado, dentre outros fatores, pelas enzimas DNA metiltransferase (DNA-MT) e Histona-desacetilase (HDAC). Deste modo, seus inibidores têm sido utilizados com sucesso para promover a eliciação de substâncias que não seriam produzidas em condições laboratoriais. Outra importante abordagem na pesquisa de produtos naturais têm sido a desreplicação baseada na fragmentação (MS/MS) para identificação de substâncias ou análogos. As redes moleculares (molecular networking) constituem uma nova abordagem na qual dados de espectrometria de massas são agrupados de acordo com as semelhanças entre os padrões de fragmentação, formando famílias de moléculas, permitindo a rápida visualização do perfil químico de várias amostras ao mesmo tempo. Deste modo, este trabalho apresenta o isolamento e identificação de metabólitos inéditos a partir de fungos endofíticos e cianobactérias oriundos do ambiente marinho. Para isto, técnicas de eliciação epigenética foram utilizadas em ambos os grupos de organismos, e a desreplicação via redes moleculares foi utilizada em cianobactérias. Fungos endofíticos associados à macroalga vermelha Bostrychia tenella foram alvo de estudos químicos e epigenéticos. As linhagens Xylaria sp. e Nigrospora oryzae foram submetidas ao cultivo em meio sólido arroz, o que resultou no isolamento da substância citocalasina D e de um derivado potencialmente inédito da griseofulvina. A linhagem Penicillium decaturense foi cultivada em meio líquido PDB resultando no isolamento da 10,11-deidrocurvularina e possíveis análogos. Experimentos com inibidores epigenéticos (butirato de sódio e procaína) promoveram a modulação do perfil químico desta linhagem, ao estimular a produção de metabólitos não expressos em condições normais de cultivo. Ainda, a linhagem Acremonium sp. produziu várias substâncias quando cultivada em meio de líquido Czapek sob a influência de procaína, sendo uma delas potencialmente inédita e derivada da classe de metabólitos das brevianamidas. Frações orgânicas da cianobactéria Schizothrix sp., coletada no Panamá, foram analisadas em LC-MS/MS e os dados gerados foram utilizados para a criação de redes moleculares. Este estudo resultou na identificação dos metabólitos barbamida, hectoclorina, curacinas A e D, curazole, acetato de malingamida D, dolastatina 10 e carmaficina B. Ainda, análogos das substâncias curazole, dolastatina D e dois análogos inéditos das carmaficinas foram propostos. A cianobactéria Mooreaproducens JHB, coletada na Jamaica, foi submetida ao cultivo sob influência do composto butirato de sódio, e produziu dois metabólitos inéditos, propostos de acordo com os dados de fragmentação, como sendo derivados da jamaicamida e da hectoclorina, num tipo de biossíntese cruzada. Portanto, este trabalho confirma os fungos endofíticos e cianobactérias marinhos como promissores quanto a exploração do metabolismo secundário. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DRUMOND CHEQUER, FARAH MARIA; LIZIER, THIAGO MESCOLOTO; DE FELICIO, RAFAEL; BOLDRIN ZANONI, MARIA VALNICE; DEBONSI, HOSANA MARIA; LOPES, NORBERTO PEPORINE; DE OLIVEIRA, DANIELLE PALMA. The azo dye Disperse Red 13 and its oxidation and reduction products showed mutagenic potential. TOXICOLOGY IN VITRO, v. 29, n. 7, p. 1906-1915, OCT 2015. (10/17178-9, 06/02505-9)

DE FELICIO, RAFAEL; PAVAO, GABRIEL B.; DE OLIVEIRA, ANA LIGIA L.; ERBERT, CINTIA; CONTI, RAPHAEL; PUPO, MONICA T.; FURTADO, NIEGE A. J. C.; FERREIRA, ELTHON G.; COSTA-LOTUFO, LETICIA V.; YOUNG, MARIA CLAUDIA M.; et al. Antibacterial, antifungal and cytotoxic activities exhibited by endophytic fungi from the Brazilian marine red alga Bostrychia tenella (Ceramiales). REVISTA BRASILEIRA DE FARMACOGNOSIA-BRAZILIAN JOURNAL OF PHARMACOGNOSY, v. 25, n. 6, p. 641-650, NOV-DEC 2015. (11/50836-2, 10/17178-9, 07/57985-8, 05/53808-9)

Publicações acadêmicas

(Referências obtidas automaticamente das Instituições de Ensino e Pesquisa do Estado de São Paulo)

FELÍCIO, Rafael de. Produtos naturais marinhos: isolamento e identificação de metabólitos inéditos a partir de fungos endofíticos e cianobactérias utilizando técnicas de eliciação química epigenética e desreplicação via redes moleculares. 2014. Tese de Doutorado - Universidade de São Paulo (USP). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto (PCARP/BC) Ribeirão Preto.