LC-SPE/NMR application to the characterization of substances isolated from cultivations of the marine bacterium Streptomyces cebimarensis SS99BA-2

Autor: Thomasi, Sérgio Scherrer
Přispěvatelé: Venâncio, Tiago
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2014
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFSCAR
Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
Popis: Financiadora de Estudos e Projetos Marine microorganisms are living beings with extraordinary abilities, once they have developed physiological and metabolic capabilities that allow them to survive in an environment filled with adverse conditions, such as high pressure, excessive salinity and extreme temperatures. Thus, these living beings have great potential for the production of metabolites which normally cannot be produced by soil bacteria. The overall objective of this study was to elucidate the metabolite profile of the bacterium Streptomyces cebimarensis SS99BA-2 isolated from marine sediment in São Sebastião, a city located in the northern coast of São Paulo State, using the LC-SPE/NMR hyphenated technology. Ethyl acetate and butanol extracts of bacterial fermentation broths showed, respectively, biological activity against Escherichia coli and Candida albicans, and cytotoxic activity against tumour cells SF-295 (central nervous system). The optimization of the chromatographic conditions, together with the optimization of parameters for SPE retention, and for NMR acquisition and processing, led to the identification of at least eight known substances. This strategy did not require bench isolation methods, from very small amounts, approximately 3 mg, of crude extracts and permited to identify: maltol, 5-hydroximaltol, 4-hydroxibenzoic acid, N-acetyltyramine, isomaltol, 3-(N)-propanesulfonic acid, dehydroxinocardamine and nocardamine. In addition, six new compounds were isolated, including four belonging to a rare class of pyrazin-2(1H)-onic secondary metabolites named: giovaninone A, giovaninone B, giovaninone C and giovaninone D, and two belonging to an extremely cytotoxic class of antitumor phosphated polyketides: thomasicine A and thomasicine B. The results show that the LC-SPE/NMR coupling technology is extremely useful in the natural products field, since organic compounds can be identified in a rapid, safe and reproductible way. Moreover, it can be observed that the chemistry of marine microorganisms is still very little explored and reveal a promising field in the obtaining of potential candidates for pharmaceuticals, since these organisms are able to be cultivated in large scale through the use of bioreactors. Micro-organismos marinhos são seres com habilidades extraordinárias, uma vez que apresentam características fisiológicas e metabólicas que lhes permitem sobreviver num ambiente repleto de condições adversas, como alta pressão, salinidade excessiva e temperaturas extremas. Muitos deles também apresentam um grande potencial para a produção de metabólitos que normalmente não podem ser produzidos por bactérias terrestres. Diante disso, o objetivo geral do presente estudo foi elucidar o perfil metabólico de uma linhagem de bactéria isolada de sedimento marinho em São Sebastião, litoral norte do estado de São Paulo, Streptomyces cebimarensis SS99BA-2, utilizando a técnica hifenada LC-SPE/NMR. Extratos de acetato de etila e butanólicos dos caldos fermentativos dessa bactéria apresentaram, respectivamente, atividade biológica contra Escherichia coli e Candida albicans e atividade citotóxica contra células tumorais SF-295 (sistema nervoso central). A otimização da separação cromatográfica, somada à otimização dos parâmetros de retenção por SPE e de aquisição e processamento de RMN, levou à identificação de pelo menos oito substâncias conhecidas sem a necessidade de isolamento de bancada a partir de quantidades muito pequenas, aproximadamente 3 mg, de extratos brutos: maltol, 5-hidróximaltol, ácido 4-hidróxibenzóico, isomaltol, N-acetiltiramina, ácido 3-(N-morfolino)-propanossulfónico, dehidróxinocardamine e nocardamine, além de seis compostos inéditos na literatura, sendo quatro pertencentes à uma classe rara de metabólitos secundários pirazin-2(1H)-ônicos: giovaninona A, giovaninona B, giovaninona C e giovaninona D e dois pertencentes à uma classe de policetídeos fosfatados antitumorais com potencial citotóxico: thomasicina A e thomasicina B. Os resultados mostram que a técnica hifenada LC-SPE/NMR é extremamente valiosa na área de produtos naturais, uma vez que substâncias orgânicas podem ser identificadas de forma rápida, segura e reprodutível. Além disso, verifica-se que a química de micro-organismos marinhos ainda é muito pouco explorada e revela um campo promissor na obtenção de possíveis candidatos a fármacos, uma vez que esses organismos são passíveis de cultivos em larga escala através do uso de bioreatores.
Databáze: OpenAIRE
Externí odkaz: