Phenazines of pseudomonas aeruginosa : production, purification and evaluation of antioxidant potential
| Autor: | Kamila Byanca Baldin Wessel |
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| Přispěvatelé: | Josiane Alessandra Vignoli ., Marcelo Rodrigues de Melo, Rúbia Casagrande |
| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2019 |
| Zdroj: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UEL Universidade Estadual de Londrina (UEL) instacron:UEL |
| Popis: | Fenazinas são metabólitos secundários redox-ativos e pigmentados produzidos por Pseudomonas aeruginosa. Estas moléculas exercem importantes atividades biológicas para a bactéria, contribuindo para a competitividade e virulência em hospedeiros humanos e animais. Entretanto, quando purificadas estas biomoléculas podem apresentar propriedades antioxidantes, anti-inflamatórias e antitumorais com potencial de aplicação nas indústrias farmacêutica e cosmética. Neste contexto, o objetivo deste estudo foi desenvolver um processo de produção, extração e purificação de fenazinas produzidas por Pseudomonas aeruginosa PAO1 e avaliar a atividade antioxidante destes compostos. A suplementação do meio de cultivo com caseinato de sódio 1% incrementou a produção de diferentes fenazinas, em especial das piorubrinas, devido a uma maior ativação do sistema de quorum sensing da bactéria, sendo constatado que a produção deveria ocorrer por um período de 13 dias. O melhor método de extração consistiu na utilização de clorofórmio na proporção de 1:1 (v/v) por duas vezes consecutivas, para obtenção de um extrato bruto mais concentrado. A purificação do extrato bruto orgânico por cromatografia flash mostrou ser o método mais eficaz para a obtenção do composto amarelo 5-metil fenazina-1-carboxilato com maior pureza, entretanto a técnica de cromatografia em camada delgada preparativa também pareceu ser bastante promissora para a separação de diversos pigmentos relativamente puros. Já a purificação do extrato aquoso, visando obter a fenazina vermelha aeruginosina A, pelo processo envolvendo o uso de carvão ativado como adsorvente seguido de extração em fase sólida utilizando sílica de partícula menor como fase estacionária, ainda não foram suficientes para atingir a pureza desejada. O extrato bruto orgânico e o pigmento 5-metil fenazina-1-carboxilato purificado foram submetidos à análise de atividade antioxidante pelos métodos ABTS e FRAP. De acordo com o ensaio de ABTS, constatou-se que o extrato bruto apresentou maior capacidade antioxidante, sendo encontrado que a concentração necessária para alcançar 50% da atividade antioxidante (IC50) foi de 5,083 ± 0,060 μg mL-1. Porém, pelo método de redução dos íons de ferro (FRAP), foi encontrado que o pigmento apresentou uma atividade antioxidante maior em relação ao extrato com um valor de 0,78 µmol L-1 Trolox/ µg mL-1 de extrato bruto. Assim, os resultados mostraram que foi possível purificar pigmentos fenazínicos de Pseudomonas aeruginosa possibilitando testar sua atividade antioxidante in vitro. Dessa forma, essas moléculas podem ser de grande interesse para formulações de produtos nas indústrias de cosméticos e farmacêutica. Phenazines are redox-active and pigmented secondary metabolites produced by Pseudomonas aeruginosa. These molecules present important biological activities for the bacteria, contributing to the competitiveness and virulence in human and animal hosts. However, when purified these biomolecules may exhibit antioxidant, anti-inflammatory and antitumor properties with potential for application in the pharmaceutical and cosmetic industries. In this context, the objective of this study was to develop a process of production, extraction and purification of phenazines produced by Pseudomonas aeruginosa PAO1 and to evaluate the antioxidant activity of these compounds. Supplementation of the culture medium with sodium caseinate 1% increased the production of different phenazines, especially of the pyorubrines, due to a greater activation of the quorum sensing system of the bacteria, and it was verified that the production should occur for a period of 13 days. The best method of extraction consisted of the use of chloroform (1:1 v/v) twice consecutively to obtain a more concentrated crude extract. Purification of the crude organic extract by flash chromatography showed to be the most efficient method for obtaining the yellow compound, 5-methylphenazine-1-carboxylate, with higher purity, however the preparative thin-layer chromatography technique also appeared to be quite promising for the separation of several relatively pure pigments. On the other hand, the purification of the aqueous extract, to obtain the red phenazine aeruginosin A, by the process involving the use of activated charcoal as adsorbent followed by extraction in solid phase using smaller particle silica as stationary phase, was still not enough to reach the desired purity. The crude organic extract and the purified 5-methylphenazine-1-carboxylate pigment were subjected to the analysis of antioxidant activity by the ABTS and FRAP methods. According to the ABTS assay, it was found that the crude extract had a higher antioxidant capacity, being found that the concentration necessary to reach 50% of the antioxidant activity (IC50) was 5,083 ± 0,060 μg mL-1. However, by the iron ion reduction method (FRAP), it was found that the pigment presented a higher antioxidant activity than the extract with a value of 0.78 μmol L-1 Trolox / μg mL-1 of crude extract. Thus, the results showed that it was possible to purify phenazinic pigments of Pseudomonas aeruginosa to test its antioxidant activity in vitro. Thus, such molecules may be of great interest for formulations of beneficial products in the cosmetic and pharmaceutical industries. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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