Isolamento, identificação e investigação de rotas biossintéticas de produtos naturais de micro-organismos marinhos

• Main Author: Stelamar Romminger
• Other Authors: Roberto Gomes de Souza Berlinck
• Language: Portuguese
• Published: Universidade de São Paulo 2013
• Subjects: biossíntese mista; micro-organismos; precursores isotopicamente marcados; isotopic labeled precursors; micro-organisms; mixed biosynthesis
• Online Access: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75133/tde-30072013-093635/

O presente trabalho teve por objetivo realizar experimentos de incorporação de precursores isotopicamente marcados em produtos naturais isolados do meio de cultura de duas espécies de fungos do gênero Penicillium, de maneira a se verificar a rota de biossíntese dos compostos produzidos pelas linhagens P. citrinum F53 e P. oxalicum F30. Para tanto, os meios de cultura utilizados na fermentação das linhagens foram enriquecidos com os seguintes precursores: [1-13C1]acetato de sódio, [1,2-13C2]acetato de sódio, [2,3-13C2]propionato de sódio, [metil-13C1]metionina, [1-13C1]glicose, [U-13C5]ornitina, [U-13C6]lisina, [U-13C5]prolina, [U-13C6]histidina, [2-indol-13C1]triptofano e [U-13C6]ácido antranílico, separadamente. Ao final do período de fermentação, as culturas foram separadamente submetidas à extração em fase sólida e analisadas por CLAE/UV/EM/IES. Os experimentos de incorporação que apresentaram resultados positivos tiveram seus produtos purificados por CLAE/UV e analisados por RMN de 13C. Os resultados obtidos mostraram que dois dihidropirrois produzidos por P. citrinum F53 são formados por uma rota biossintética mista, oriunda de um resíduo de ornitina, um grupo metila derivado da metionina e uma cadeia policetídica derivada do acetato. Os alcaloides citrinalina B e 17-hidroxicitrinalina B, também produzidos por P. citrinum F53, são ambos derivados de dois resíduos de aminoácidos, ornitina e triptofano (via ácido antranílico), e dois grupos isopreno derivados da glicose (via mevalonato). Os alcaloides oxalina e meleagrina, produzidos por P. oxalicum F30, são formados a partir de uma via biossintética mista derivada de dois resíduos de aminoácidos, histidina e triptofano (via ácido antranílico), e grupos metila derivados da metionina. === The present investigation aimed to carry out feeding experiments for the incorporation of isotopic labeled precursors on natural products isolated from the culture media of two fungal species belonging to the Penicillium genus, in order to verify the biosynthetic pathway of the compounds produced by the P. citrinum F53 and P. oxalicum F30 fungal strains. Culture media used in the fermentation of the fungal strains were enriched with the following isotopic labeled precursors: [1-13C1]sodium acetate, [1,2-13C2]sodium acetate, [2,3-13C2]sodium propionate, [methyl-13C1]methionine, [1-13C1]glucose, [U-13C5]ornithine, [U-13C6]lysine, [U-13C5]proline, [U-13C6]histidine, [2-indol-13C1]tryptophan, and [U-13C6]anthranilic acid, separately. At the end of the fermentation period, culture media were separately subjected to solid phase extraction and analyzed by LC/UV/ESI/MS. The incorporation experiments that showed positive results were purified by HPLC/UV, and the pure compounds labeled in different positions were then analyzed by 13C-NMR. The results demonstrated that two dihydropyrroles produced by P. citrinum F53 were formed via a mixed biosynthetic route, derived from ornithine, a methyl group derived from methionine, and a polyketide chain derived from acetate. The alkaloids citrinalin B and 17-hydroxycitrinalin B, also produced by P. citrinum F53, are both derived from two amino acid residues, ornithine and tryptophan (via anthranilic acid), and two isoprene units derived from glucose via the mevalonate pathway. The alkaloids oxaline and meleagrine, produced by P. oxalicum F30, are formed via a mixed biosynthetic pathway by two amino acid residues, histidine and tryptophan (via anthranilic acid), and methyl groups derived from methionine.