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UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS DE RIBEIRÃO PRE TO
Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia
radicans
Bárbara Boretti Galizoni
Ribeirão Preto 2014
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO
FACULDADE DE CIÊNCIAS FARMACÊUTICAS DE RIBEIRÃO PRE TO
Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia
radicans
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas para obtenção do Título de Mestre em Ciências Área de Concentração: Produtos Naturais e Sintéticos Orientada: Bárbara Boretti Galizoni
Orientadora: Hosana Maria Debonsi Versão corrigida da Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas no dia 22/09/2014. A versão original encontra-se disponível na Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto/USP.
Ribeirão Preto 2014
AUTORIZO A REPRODUÇÃO E DIVULGAÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.
Galizoni, Bárbara Boretti
Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans. Ribeirão Preto, 2014.
103p.; 30cm.
Dissertação de Mestrado, apresentada à Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto/USP – Área de concentração: Produtos Naturais e Sintéticos.
Orientadora: Hosana Maria Debonsi.
1. Produtos naturais marinhos. 2. Fungos endofíticos. 3. Elucidação estrutural, 4. Potencial biológico.
FOLHA DE APROVAÇÃO
Bárbara Boretti Galizoni Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans.
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Farmacêuticas para obtenção do Título de Mestre em Ciências. Área de Concentração: Produtos Naturais e Sintéticos. Orientadora: Hosana Maria Debonsi
Aprovado em:
Banca Examinadora Prof. Dr. ____________________________________________________________
Instituição: _____________________________ Assinatura:____________________
Prof. Dr. ____________________________________________________________
Instituição: _____________________________ Assinatura:____________________
Prof. Dr. ____________________________________________________________
Instituição: _____________________________ Assinatura:____________________
Dedico este trabalho...
Aos meus pais, Airton (in memorian) e Maria Silvia, pelo amor, carinho, apoio e confiança.
Vocês sempre foram e sempre serão meus maiores exemplos de honestidade e determinação;
Ao meu irmão Breno, pelo companheirismo e amizade;
Ao meu querido Erik, pelo amor, incentivo, paciência e por ser uma pessoal muito especial
em minha vida.
Agradecimentos
A Deus, por me conceder saúde e sabedoria para trilhar meus caminhos e alcançar meus
objetivos.
A minha orientadora Profa. Dra. Hosana Maria Debonsi pelos ensinamentos, amizade e
acolhimento.
A Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto e a Universidade de São Paulo.
Aos professores, técnicos, alunos e demais funcionários do Núcleo de Pesquisa em Produtos
Naturais e Sintéticos (NPPNS) pelo auxílio e ensinamentos.
Aos queridos amigos do Laboratório de Química Orgânica do Ambiente Marinho, pelo
companheirismo, amizade e apoio.
À FAPESP pela bolsa concedida e apoio financeiro.
A CAPES e CNPq pelo apoio financeiro.
Aos técnicos José Carlos Tomaz, Daniela Ricardo Engracia Caluz, Isabel Cristina Turatti, Ms.
Jacqueline Nakau Mendonça, Maria Angélica, Ms. Vinícius Palaretti, Dr. Nivaldo Boralle e
Clóvis Reis da Silva Júnior.
Às professoras Profa. Dra. Niege Araçari Jacometti Cardoso Furtado, Profa. Dra. Letícia
Veras Costa-Lotufo e Profa. Dra. Maria Cláudia Marx Young pela colaboração científica.
Aos meus amigos, em especial a Marina, Lívia, Alyne e Ju, que fizeram meus momentos em
Ribeirão mais alegres.
A toda minha família pela torcida e orações.
“ Nas grandes batalhas da vida, o primeiro passo para a vitória é o desejo de vencer.” (Mahatma Gandhi)
i
RESUMO GALIZONI, B. B. Produtos naturais de micro-organismos marinhos: estudo químico e biológico de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans. 2014. 103f. Dissertação (Mestrado). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2014.
O ambiente marinho tem sido reconhecido como uma importante fonte de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, fungos endofíticos associados a algas ganharam importância nas últimas décadas, como alvos alternativos para a pesquisa de produtos naturais. O presente trabalho teve como o objetivo o estudo químico e biológico de duas linhagens de fungos endofíticos associados à alga vermelha Bostrychia radicans. Inicialmente foi realizada a triagem química e biológica (atividade antitumoral e antimicrobiana) dos extratos brutos das duas linhagens selecionadas, linhagens M20 (Hypocrea lixii) e M23 (Eutypella sp), obtidos a partir de cultivos em escala piloto, tanto variando-se os meios de cultivo e bem como períodos de crescimento. O extrato da linhagem M20 cultivada em arroz apresentou potencial citotóxico interessante quando submetido a ensaios utilizando células tumorais HCT-116. Ainda, após a análise química, esta linhagem foi selecionada para o cultivo em escala ampliada, visando o isolamento e elucidação estrutural dos metabólitos secundários presentes neste fungo. O estudo químico em escala ampliada da linhagem M20, espécie Hypocrea lixii, proporcionou o isolamento e identificação de quatro metabólitos: ácido 3-hidroxi-5-metóxi-6-metil-1,3-diidro-isobenzofurano-4-carboxílico (S1), 3,7-dimetóxi-6-metil-1-oxo-1,3-diidro-isobenzofurano-4-carbaldeído (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), além do isolamento de dois metabólitos que ainda não foram completamente elucidados, S2 e S6. Os metabólitos S1 e S3 são metabólitos inéditos como produtos naturais. Além disso, foi possível a identificação de 14 substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas hidrocarbonetos, ácidos graxos, inclusive insaturados, aldeídos, aldeídos α,β-insaturados e esteróide. As substâncias S1 e S4 foram submetidas à avaliação de atividade biológica (atividade antibacteriana, antifúngica, anticolinesterásica e antitumoral), porém nenhum resultado positivo foi constatado. Foi realizada avaliação da atividade tumoral das frações da linhagem M20, e as frações M20F e M20H apresentaram atividade citotóxica seletiva para linhagens de células tumorais. Em um segundo momento foi realizado o cultivo em escala ampliada da linhagem M23 (Eutypella sp) que proporcionou o isolamento da R-5-metilmeleína (S7). Dessa forma, o estudo químico de fungos endofíticos associados à alga Bostrychia radicans mostrou-se promissor na busca de novas estruturas químicas, visto que já foram isoladas e identificadas duas estruturas inéditas como produtos naturais. Palavras chave: Produtos naturais marinhos, fungos endofíticos, elucidação estrutural, avaliação biológica
ii
ABSTRACT GALIZONI, B. B. Natural products from marine microorganisms: chemical and biological study of endophytes associated to red algae Bostrychia radicans. 2014. 103f. Dissertation (Master). Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto – Universidade de São Paulo, Ribeirão Preto, 2014. The marine environment has been recognized as an important source of biologically active secondary metabolites. In this context, endophytic fungi associated with algae gained importance in recent decades, as alternative to natural products research targets. The present work had as goal the chemical and biological study of two strains of endophytic fungi associated with red algae Bostrychia radicans. The chemical and biological screening (antimicrobial and antitumor activity) of the crude extracts of two selected strains, M20 (Hypocrea lixii) and M23 (Eutypella sp), were obtained from pilot-scale cultivation, by means of culture media and growth period variation. The M20 strain extract, grown in rice, showed an interesting cytotoxic potential front HCT -116 tumor cells and after chemical analysis, this strain was selected for cultivation on a large scale, with the purpose of secondary metabolites isolation. Chemical studies of M20 species strain Hypocrea lixii, performed on an enlarged scale, afforded the isolation and identification of four metabolites: 3-hydroxy-5-methoxy-6- methyl-1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carboxylic acid (S1), 3,7 dimethoxy-6-methyl-1-oxo-1,3-dihydro-isobenzofuran-4-carbaldehyde (S3), galactitol (S4), convolvulol (S5), in addition the isolation of two metabolites which have not yet been fully elucidated, S2 and S6. The S1 and S3 metabolites are novel metabolites as natural products. Furthermore, it was possible to identify 14 compounds by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), including hydrocarbons, fatty acids, besides unsaturated ones, aldehydes, α,β–unsaturated aldehydes and steroid. The S1 and S4 compounds were subjected to biological activity evaluation (antibacterial, antifungal, antitumor and acetylcholinesterase potential), but without any positive result. Assessment of tumor activity of fractions of the M20 strain was performed, and the M20F and M20H fractions showed selective cytotoxicity to tumor cell lines. In a second step, the M23 strain (Eutypella sp) was grown on a large scale, resulting in the R-5-metilmeleina (S7) isolation. Thus, the chemical study of endophytic fungi associated to Bostrychia radicans algae proved to be promising concerning the search for new chemical compounds discovery, since it yielded two new structures as natural products. Keywords: Marine natural products, endophytic fungi, structural elucidation, biological evaluation
iii
LISTA DE FIGURAS
Figura 1. Origem dos fármacos aprovados por agências reguladoras entre os anos de 1981 a 2010 (adaptado de NEWMAN; GRAG, 2012). 1
Figura 2. Metabólitos secundários isolados de fungos do gênero Eutypella spp 7
Figura 3. Esquema geral de cultivo das linhagens de fungos endofíticos selecionadas 13
Figura 4. Fluxograma geral de obtenção dos extratos de fungos endofíticos cultivados nos diferentes meios de cultura 13
Figura 5. Fluxograma do isolamento das substâncias S1-S6 a partir do extrato bruto do fungo Hypocrea lixii, cultivado em arroz por 21 dias 17
Figura 6. Esquema geral dos extratos obtidos do cultivo em escala piloto das duas linhagens selecionadas para a triagem química e biológica 21
Figura 7. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em Arroz. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias 22
Figura 8. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em Czapek. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias 23
Figura 9. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em PDB. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias 23
Figura 10. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em Arroz. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias 24
Figura 11. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em Czapek. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias. 24
Figura 12. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em PDB. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1 ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias 25
iv
Figura 13. Espectro de RMN de 1H do extrato M20A21d, CDCl3, 400 MHz 26
Figura 14. Espectro de RMN de 1H do extrato M20C28d, CDCl3, 400 MHz 26
Figura 15. Espectro de RMN de 1H do extrato M20P28d, CDCl3, 400 MHz 27
Figura 16. Espectro de RMN de 1H do extrato M23A28d, CDCl3, 400 MHz 27
Figura 17. Espectro de RMN de 1H do extrato M23C28d, CDCl3, 400 MHz 28
Figura 18. Espectro de RMN de 1H do extrato M23P28d, CDCl3, 400 MHz 28
Figura 19. Cromatograma da Fração M20D. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 220 nm 34
Figura 20. Cromatograma da Fração M20E. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm 35
Figura 21. Cromatograma da Fração M20F. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm 35
Figura 22. Cromatograma da Fração M20G1. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm 36
Figura 23. Cromatograma da Fração M20G2. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm 36
Figura24. Cromatograma da Fração H. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 220 nm 37
Figura 25. Cromatograma da Fração I. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm 37
Figura 26. Proposta estrutural para substância S1 38
Figura 27. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S1 39
Figura 28. Espectro de RMN de 1H do composto S1, CD3OD, 400 MHz 40
Figura 29. Espectro de RMN de 13C do composto S1, CD3OD, 100 MHz 40
Figura 30. Experimento DEPT 135 do composto S1, CD3OD, 100 MHz 41
Figura 31. Mapa de contorno HMQC da substância S1, CD3OD, 100-400 MHz 41
Figura 32. Mapa de contorno HMBC da substância S1, CD3OD, 100-400 MHz 42
Figura 33. Mapa de contorno COSY da substância S1, CD3OD, 400 MHz 42
v
Figura 34. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S1, obtido em modo negativo 43
Figura 35. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S1 43
Figura 36. Reação intramolecular do ácido diidrogladiólico formando a substância S1 44
Figura 37. Cromatograma da Fração M20E escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 50% de Acetonitrila em Água (40 minutos) e 50-100% Acetonitrila em água (5minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 4ml/minuto. Detecção em 245 nm 44
Figura 38. Proposta estrutural para substância S3 45
Figura 39. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S3 46
Figura 40. Espectro de RMN de 1H da substância S3, CDCl3, 400 MHz 47
Figura 41. Espectro de RMN de 13C do composto S3, CDCl3, 100 MHz 48
Figura 42. Experimento DEPT 135 do composto S3, CDCl3, 100 MHz 48
Figura 43. Mapa de contorno HMQC da substância S3, CDCl3, 100-400 MHz 49
Figura 44. Mapa de contorno HMBC da substância S3, CDCl3, 100-400 MHz 49
Figura 45. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S3 50
Figura 46. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S3, obtido em modo positivo 50
Figura 47. Proposta estrutural para a substância S4 (Galactitol) 51
Figura 48. Espectro de RMN de 1H da substância S4, D2O, 400 MHz 52
Figura 49. Espectro de RMN de 13C da substância S4, D2O, 100 MHz 53
Figura 50. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S4 53
Figura 51. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S4, obtido em modo negativo 54
Figura 52. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S4, obtido em modo positivo 54
Figura 53. Cromatograma da Fração M20F obtido em escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 20% de Acetonitrila em Água (10 minutos), 30-50% Acetonitrila em água (30 minutos) e 50-100% Acetonitrila em água (10 minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 4ml/minuto. Detecção em 210 nm 55
Figura 54. Proposta estrutural para a substância S5 (convolvulol) 56
vi
Figura 55: Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S5 57
Figura 56. Espectro de RMN de 1H da substância S5, CD3OD3, 600 MHz 58
Figura 57. Mapa de contorno HMQC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz 58
Figura 58. Mapa de contorno HMBC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz 59
Figura 59. Mapa de contorno COSY da substância S5, CD3OD3, 600 MHz 59
Figura 60. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S5, obtido em modo positivo 60
Figura 61: Espectro de RMN de 1H da substância S2, CD3OD3, 600 MHz 61
Figura 62. Mapa de contorno HMQC da substância S2, CD3OD3, 150-600 MHz 61
Figura 63. Mapa de contorno HMBC da substância S2, CD3OD3, 150-600 MHz 62
Figura 64. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S2, obtido em modo positivo 62
Figura 65. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S2, obtido em modo negativo 63
Figura 66: Espectro de RMN de 1H da substância S5, CD3OD3, 600 MHz 63
Figura 67. Mapa de contorno HMQC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz 64
Figura 68. Mapa de contorno HMBC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz 64
Figura 69. Mapa de contorno COSY da substância S5, CD3OD3, 600 MHz 65
Figura 70. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S5, obtido em modo positivo 65
Figura 71. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S5, obtido em modo negativo 66
Figura 72. CCDP da fração M23B, com destaque para a mancha 3 (placa de sílica gel, fase móvel uma mistura de hexano e acetato de etila na proporção (7:3) e revelação com UV 254 nm).
68
Figura 73. Cromatograma da Fração M23B3 escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 70 – 100% de Acetonitrila em Água (25 minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 5ml/minuto. Detecção em 195 nm 69
Figura 74. Proposta estrutural para a substância S7 (R-5-metilmeleina) 69
Figura 75: Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S7 71
Figura 76. Espectro de RMN de 1H da substância S7, CDCl3, 400 MHz 72
Figura 77. Experimento de RMN de 13C da substância S7, CDCl3, 100 MHz 72
vii
Figura 78. DEPT 135 da substância S7, CDCl3, 100 MHz 73
Figura 79. Mapa de contorno HMQC da substância S7, CDCl3, 100-400 MHz 73
Figura 80. Mapa de contorno HMBC da substância S7, CDCl3, 100-400 MHz 74
Figura 81. Mapa de contorno COSY da substância S7, CDCl3, 400 MHz 74
Figura 82. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S7, obtido em modo positivo 75
viii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1. Produtos naturais de origem marinha aprovados como fármacos (adaptado de GERWICK; MOORE, 2012) 2
Tabela 2. Estrutura química de metabólitos secundários isolados de fungos associados a algas marinhas e respectiva atividade biológica, segundo BLUNT e colaboradores, 2012 e 2014 4
Tabela 3. Metabólitos isolados de fungos do gênero Hypocrea spp 6
Tabela 4. Percentual de inibição da proliferação celular (%) das amostras M20A21d, M20C28d, M20P28d, M23A28d, M23C28d e M20P28d, frente à linhagem tumoral HCT-116. Valores são médias ± desvio padrão da média. Em destaque estão as amostras que apresentaram inibição da proliferação celular ≥75%. 30
Tabela 5. Rendimento das frações de CLV 31
Tabela 6. Principais substâncias encontradas nas frações apolares analisadas via CG-EM, com similaridade maior que 90%, de acordo com banco de dados do equipamento. 32
Tabela 7. Estrutura das substâncias encontradas frações apolares analisadas via CG-EM. 33
Tabela 8. Dados de RMN de 1H e 13C em CD3OD da substância S1 38
Tabela 9. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S3 45
Tabela 10. Dados de RMN de 1H e 13C em D2O da substância S4 e comparação com dados já descritos para o Galactitol, segundo Parameswaran e colaboradores, 1996. 51
Tabela 11. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S5 56
Tabela 12. Resultados dos ensaios de citotoxicidade frente a diferentes células tumorais e células sadias, realizados com o extrato bruto e frações do fungo H. lixii 67
Tabela 13. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S7 70
ix
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
AcOEt Acetato de Etila
ATCC American type culture collection
BDA Batata dextrose ágar
BDC Batata dextrose caldo
CBM Concentração bactericida mínima
CCDC Cromatografia em camada delgada comparativa
CCDP Cromatografia em camada delgada preparativa
CG-EM Cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas
CIM Concentração inibitória mínima
CLAE Cromatografia líquida de alta eficiência acoplada a detector de arranjo de diodos
CLV Cromatografia líquida a vácuo
COSY Homonuclear correlation spectroscopy
d Dupleto
dd Duplo dupleto
DEPT Distortionless Enhancement by Polarization Transfer
DMSO Dimetilsulfóxido
EM Espectrometria de massas
FM Fase Móvel
Hex Hexano
HMBC Heteronuclear multiple bond correlation
HMQC Heteronuclear multiple quantum correlation
IES Ionização por eletrspray
J Constante de acoplamento (em Hz)
m Multipleto
MeOH Metanol
RMN Ressonância Magnética Nuclear
s simpleto
TMS tetrametilsilano
UV Ultra violeta
δ Deslocamento químico
SUMÁRIO
RESUMO i
ABSTRACT ii
LISTA DE FIGURAS iii
LISTA DE TABELAS viii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ix
1. INTRODUÇÃO 1
1.1. Produtos Naturais e o Ambiente Marinho 1
1.2. Fungos Endofíticos 3
1.3. Fungo Hypocrea lixii 6
1.4. Fungo Eutypella sp 7
2. OBJETIVOS 8
3. MATERIAL e MÉTODOS 10
3.1. Especificações do material e equipamentos utilizados 11
3.2. Métodos 12
3.2.1. Obtenção das culturas dos micro-organismos 12
3.2.2. Obtenção dos extratos brutos 13
3.2.3. Triagem química dos extratos brutos obtidos do cultivo em escala piloto 14
3.2.4. Ensaio para avaliação da atividade antibacteriana 14
3.2.5. Ensaio para avaliação da atividade antitumoral 14
3.2.6. Identificação da linhagem M20 15
3.2.7. Fracionamento dos extratos obtidos do cultivo em escala ampliada 15
3.2.8. Análise das frações apolares via CG-EM 16
3.2.9. Análise das frações de média e alta polaridade via CLAE-DAD 16
3.2.10. Isolamento das substâncias S1 a S6 16
3.2.11. Isolamento da substância S7 17
3.2.12. Identificação estrutural das substâncias isoladas 17
3.2.13. Ensaio para avaliação da atividade antifúngica frente espécies de Candida spp 18
3.2.14. Ensaio para avaliação da atividade anticolinesterásica por bioautografia 18
3.2.15. Ensaio para avaliação da atividade antifúngica por bioautografia 19
4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 20
4.1. Cultivo dos fungos e obtenção dos extratos em escala piloto 21
4.2. Triagem química dos extratos obtidos a partir do cultivo em escala piloto 21
4.3. Triagem biológica dos extratos obtidos a partir do cultivo em escala piloto 29
4.3.1. Avaliação da atividade antibacteriana 29
4.3.2. Avaliação da atividade antitumoral 29
4.4. Identificação da linhagem M20 30
4.5. Obtenção dos extratos em escala ampliada 30
4.6. Estudo químico e biológico do fungo Hypocrea lixii (linahgem M20 – cultivo em
escala ampliada) 31
4.6.1. Fracionamento do extrato bruto via CLV – linhagem M20 (H. lixii ) 31
4.6.2. Análise das frações apolares via CG-EM 32
4.6.3. Análise das frações M20E – M20I via CLAE-DAD 34
4.6.4. Elucidação estrutural da substância S1 36
4.6.5. Isolamento das substâncias S2 e S3 44
4.6.6. Elucidação estrutural da substância S3 45
4.6.7. Determinação estrutural da substância S4 51
4.6.8. Isolamento das substâncias S5 e S6 54
4.6.9. Determinação estrutural da substância S5 55
4.6.10. Determinação estrutural das substâncias S2 e S6 60
4.6.11. Avaliação da atividade antitumoral do extrato e frações 66
4.6.12. Avaliação da atividade biológica das substâncias S1 e S4 67
4.7. Estudo químico do fungo Eutypella sp (linhagem M23 – escala ampliada) 68
4.7.1. Isolamento da substância S7 68
4.7.2. Determinação estrutural da substância S7 69
5. CONCLUSÃO 76
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 79
Introdução
1 Introdução
1. Introdução
1.1. Produtos Naturais e o Ambiente Marinho
Na constante busca por novos compostos com atividade biológica e terapêutica, os
produtos naturais apresentam um papel importante como fonte de diversidade química para
substâncias candidatas a novos fármacos (CIAVATTA et al., 2008; LI; VEDERAS, 2009).
Muitos produtos naturais apresentam estrutura química complexa e com estereoquímica
definida. Estas substâncias evoluíram de tal forma que interagem de maneira eficiente com
alvos biológicos, e, assim, representam um ponto de partida valioso para a descoberta de
novos fármacos. (MONTASER; LUESCH, 2011). Prova disso, como mostra a Figura 1, é que
aproximadamente 64% dos fármacos aprovados por agências reguladoras entre os anos de
1981 e 2010 apresentam algum tipo de relação com produtos naturais, seja na totalidade da
estrutura, derivados semi-sintéticos, sintéticos miméticos de produtos naturais, ou mesmo
puramente sintéticos com grupos farmacofóricos encontrados em produtos naturais
(NEWMAN; CRAGG, 2012).
Figura 1. Origem dos fármacos aprovados por agências reguladoras entre os anos de
1981 a 2010 (adaptado de NEWMAN; GRAG, 2012).
Neste contexto, o ambiente marinho caracteriza-se por ser um nicho ainda pouco
explorado, sendo uma alternativa promissora na pesquisa de novos produtos naturais
(CLARDY; WALSH, 2004; MAYER et al., 2010; WATERS et al., 2010). Este ambiente
apresenta algumas características peculiares que o difere significativamente do ambiente
terrestre, tais com salinidade, exposição a períodos de incidência solar continua, influência da
tábua de marés, clima e predadores. Todas essas características reunidas favorecem a
produção de metabólitos estruturalmente diferenciados (FELÍCIO; OLIVEIRA; DEBONSI,
2012; VIEGAS JR; BOLZANI; BARREIRO, 2006).
2 Introdução
Ainda neste cenário de grande diversidade estrutural, muitos metabólitos do ambiente
marinho apresentam um interessante potencial biológico, o que tem inspirado o
desenvolvimento de novos fármacos a partir dessas substâncias (GERWICK; MOORE, 2012;
LI; VEDERAS, 2009; NEWMAN, 2008). Atualmente existem sete medicamentos
comercializados nos quais o princípio ativo consiste em uma substância de origem marinha
(Tabela 1). A finalidade terapêutica desses fármacos é variada, incluindo tratamento de câncer
(citarabina - Cytosar-U® e a trabectedina - Yondelis®), antiviral (vidarabina - Vira-A®),
analgésico (ziconotide - Prialt®) (GERWICK; MOORE, 2012; MAYER et al., 2010).
Tabela 1. Produtos naturais de origem marinha aprovados como fármacos (adaptado de GERWICK; MOORE, 2012).
Fármaco Estrutura Alvo terapêutico
Citarabina (Ara-C)
Tratamento Leucemia mielóide
aguda
Vidarabina (Ara-A)
Antiviral
Ziconotide
Analgésico
Eribulina
Tratamento câncer de mama
H3C
HN
OO
OH
NH
O
NH
OH HN
OHN
NHOHN
NH
NH2
O
NH
O
HN
O NH
NH2
NH2
O
OH
S
SHN
O NH2OHN
HN
OO
NH2
NH
O
HN
CH3
O
HN
OS
S
O
NH
OH
O
HNO
NH
NHH2NN
NH
CH3
CH3
O
HN
HN
O
SCH3
OH
SS
NH
O
HN
O
O
OH
NHO
O
H
H
3 Introdução
Dentre os seres que habitam o ambiente marinho, recentes descobertas enfatizam os
micro-organismos marinhos como uma fonte potencialmente produtiva de metabólitos
secundários biologicamente ativos. Mais de 30 substâncias derivadas de micro-organismos
marinhos estão em estudos clínicos ou pré-clínicos para o tratamento de diferentes tipos de
câncer (BLUNT et al., 2013; BLUNT et al., 2014; HU et al., 2011; XIONG et al., 2013).
1.2. Fungos Endofíticos
Um micro-organismo endofítico é aquele que passa ao menos parte de seu ciclo de
vida dentro de tecidos saudáveis de um hospedeiro, sem causar-lhe nenhum prejuízo, em uma
relação que pode variar de fitopatogênese latente ao mutualismo (ALY; DEBBAB;
PROKSCH, 2011; SOUZA et al., 2011; STROBEL et al., 2004).
Diversos estudos relatam que a interação com um endófito pode proporcionar diversos
benefícios ao hospedeiro, tais como adaptação ao estresse ambiental, sinalização celular,
produção de hormônios e antibiose (ALY et al., 2010; SCHULZ; BOYLE, 2005). Porém um
ponto em comum entre todas as interações endófito-hospedeiro é o fornecimento de nutrientes
e proteção contra o estresse ambiental externo e contra a competição microbiana para o
micro-organismo endofítico (SCHULZ; BOYLE, 2005).
Fármaco Estrutura Alvo terapêutico
Trabectedina (Yondelis ®)
Tratamento de sarcoma de tecido mole e câncer de ovário reincidente
Brentuximabe vedotina
Tratamento de linfoma de Hodgkin
Ésteres do ácido Ômega-3
Tratamento Hipertrigliceremia
4 Introdução
Os micro-organismos endofíticos receberam uma maior atenção a partir da descoberta
da produção de paclitaxel (Taxol ®) pelo fungo endofítico Taxomyces andreanae. Este
endófito foi isolado da planta Taxus brevifolia, sendo esta planta o primeiro organismos no
qual o paclitaxel foi encontrado (ALY et al., 2010). O paclitaxel é um agente anti-microtúbulo
com atividade antitumoral, utilizado no tratamento de diversos tipos de câncer, como câncer
de mama, ovário, pulmão entre outros (ALY et al., 2010; VELDHOEN et al., 2012).
Neste trabalho duas espécies de fungos endofíficos associados à alga marinha
Bostrychia radicans, a linhagem M20 (Hypocrea lixii) e a linhagem M23 (Eutypella sp),
foram estudadas com o objetivo de conhecer a química do micro-organismo, buscando o
isolamento de novos metabólitos secundários e/ou metabólitos bioativos.
Recentes trabalhos já descreveram alguns metabólitos isolados de fungos associados a
algas marinhas que apresentaram interessantes atividades biológicas. Como demonstra a
Tabela 2, já foram isoladas substâncias com atividade antitumoral, antibacteriana, antifúngica
e inibidor da elastase leucocitária (BLUNT et al., 2012; BLUNT et al., 2014). Até 2010,
número total de novos produtos naturais marinhos de derivados de fungos já havia
ultrapassado 1.000 substâncias (SUN et al., 2012).
Tabela 2. Estrutura química de metabólitos secundários isolados de fungos associados a algas marinhas e respectiva atividade biológica, segundo BLUNT e colaboradores, 2012 e 2014.
Metabólito Estrutura Atividade Biológica
Penicisteróide A
Antifúngico
Cereolactama
Inibidor de elastase leucocitária humana
Metabólito Estrutura Atividade Biológica
5 Introdução
1.3. Fungo Hypocrea lixii
O gênero Hypocrea é a forma telomórfica do gênero Trichoderma, constituído por
fungos oportunistas encontrados em uma grande variedade de ecossistemas, como terrestre,
marinho e de água doce (GAL-HEMED et al., 2011; HERMOSA et al., 2012; SCHUSTER;
SCHMOLL, 2010; ZHANG et al., 2013).
Algumas espécies do gênero Hypocrea apresentam relevância no controle biológico
contra fitopatógenos, protegendo plantas contra doenças e estimulando seu crescimento e
produtividade (HERMOSA et al., 2012; ZHANG et al., 2013). Essa proteção se deve ao
Esclerodinol
Antibacteriano
albican-11,14-diol
Antibacteriano
Conioscleroderolida
Inibidor elastase leucocitária humana
Helicascolidio C
Fungicida
Cristatumina A
Antibacteriano
6 Introdução
elevado potencial de micoparasitismo, antibiose e competição do gênero (GAL-HEMED et
al., 2011; HERMOSA et al., 2012; SOLANKI et al., 2011). Neste contexto, eficientes
espécies de Hypocrea spp estão sendo utilizadas como fungicidas biológicos (SCHUSTER;
SCHMOLL, 2010; SOLANKI et al., 2011).
Algumas espécies marinhas de Hypocrea apresentaram atividade larvicida e
antitumoral (ZHANG et al., 2013). Como ilustrado na Tabela 3, há relatos de isolamento de
metabólitos diversificados e com atividade biológica interessante (LIU et al., 2011;
OHKAWA et al., 2010; ZHAO et al., 2013).
Tabela 3. Metabólitos isolados de fungos do gênero Hypocrea spp.
Em estudos recentes, extratos orgânicos do fungo Hypocrea lixii apresentaram
atividade antibacteriana, antioxidante, citotóxica frente linhagens de células tumorais e
atividade anti-Trichomonas vaginalis (BHIMBA et al., 2012; CUI; GUO; XIAO, 2011;
SCOPEL et al., 2013). Portanto, estes dados nos motivam a prosseguir com os estudos quanto
a conhecer o metabolismo secundário deste fungo sob condições de cultivos diversas.
1.4. Fungo Eutypella sp
Espécies do gênero Eutypella spp apresentam uma grande diversidade de habitats,
incluindo desde solos da Antártica até florestas tropicais da Austrália e Tailândia. No
Metabólito Estrutura Atividade Biológica Referência
2-metilimidazo [1,5-b]isoquinolina-1,3,5(2H)-
triona
N
OO
O
- LIU et al, 2011
Hypocromina B
O
OOHOH
HO
OHO
OH
O
OH O
Antiangiogênico OHKAWA et al,
2010
Cajonol
O
OOH
HO
OH
OH
Agente citotóxico ZHAO et al, 2013
7 Introdução
ambiente marinho, espécies de Eutypella spp já foram isoladas do molusco pulmonado
Onchidium sp e de sedimento marinho (SUN et al., 2012; SUN et al., 2012).
Diferentes metabólitos de espécies do gênero Eutypella spp já foram isolados,
incluindo diterpenos, derivados de citocalasinas, lactonas, sesquiterpenos e derivados de
citosporina (CIAVATTA et al., 2008; ISAKA et al., 2009; ISAKA et al., 2011;
PONGCHAROEN et al., 2006; SOUZA et al., 2011; SUN et al., 2012; SUN et al., 2012).
Portanto, a pesquisa dos diferentes organismos que habitam o ambiente marinho torna-
se importante para a descoberta de substâncias estruturalmente diferenciadas e com possível
atividade biologia e terapêutica. Mesmo com a enorme biodiversidade brasileira, a pesquisa
científica sobre o ambiente marinho no Brasil é recente e os estudos nesta área são ainda
escassos.
Figura 2. Metabólitos secundários isolados de fungos do gênero Eutypella spp.
8
Objetivos
9 Objetivos
2. Objetivos
� Cultivo em escala piloto de dois fungos endofíticos associados à alga marinha
Bostrychia radicans (Linhagens M20 e M23), com variação de meio de cultivo e
período de crescimento;
� Triagem química (CCDC, CLAE-DAD e RMN de 1H) dos extratos obtidos da cultura
em escala piloto das linhagens selecionadas;
� Triagem biológica (atividade antibacteriana e atividade antitumoral) dos extratos
brutos obtidos da cultura em escala piloto das linhagens selecionadas;
� Adequação em escala ampliada da cultura do fungo que apresentar atividade biológica
significativa e/ou perfil químico mais interessante;
� Isolamento e elucidação estrutural das substâncias obtidas a partir da cultura em escala
ampliada;
� Avaliação da atividade biológica das substâncias isoladas.
10
Material e Métodos
11 Material e Métodos
3. Material e Métodos
3.1. Especificações do material e equipamentos utilizados
Solventes
� Solventes para extração, fracionamento e isolamento: solventes orgânicos grau técnico
(purificados por destilação fracionada) e de grau analítico.
� Solventes deuterados: CDCl3 (Aldrich contendo TMS como padrão interno) e CD3OD
(Aldrich).
� Solventes grau cromatográfico da marca Merck e J.T. Backer.
Meios de Cultivo
� Meios sólidos: BDA (Batata Dextrose Agar) marca Himedia; arroz parboilizado Uncle
Bean’s Agroparr Alimentos Ltda.
� Meios líquidos: BDC (Batata Dextrose Caldo) marca Himedia; meio líquido Czapek,
marca Himedia.
Cromatografia em Camada Delgada
� Placas de alumínio impregnadas com sílica Micro TLC/AL com indicador de
fluorescência no UV da marca Silicycle.
� Reveladores: câmara saturada com iodo ressublimado, irradiação com UV nos
comprimentos de onda de 254 e 366 nm, iodo platinado e anisaldeído.
Cromatografia líquida a vácuo
� Colunas de vidro com placa sinterizada
� Sílica gel fase normal 60H (Merck)
� Bomba de vácuo
Equipamentos
� Cromatógrafo Shimadzu, modelo SCL-10AVP, equipado com detector de arranjo de
diodos UV-Vis DAD Shimadzu, modelos SPD-M10AVP e sistema de integração
computadorizado com software CLASS-VP;
� Ponto de Fusão Fisatom, modelo 431;
12 Material e Métodos
� Polarímetro Jasco P-2000;
� Espectrômetro de Infravermelho por Transformada de Fourier FTIR Shimadzu IR-
Prestige 21;
� Espectrofotômetros de RMN BRUKER DRX 400, BRUKER DRX 500 e BRUKER
DRX 600, operando respectivamente em 400, 500 e 600 MHz para experimentos de 1H e em 100, 125 e 150 MHz para os experimentos de 13C;
� Espectrofotômetro de massas ESI-MS MicrO-TOF Bruker-daltonics; Rotaevaporador
Buchi R-210;
� Cromatógrafo a gás Shimadzu, modelo QP 2010, com detector de massas por impacto
de elétrons (70eV) com injetor split (250°C).
3.2. Métodos
3.2.1. Obtenção das culturas dos micro-organismos
Para o estudo piloto foram selecionadas as linhagens M20 e M23, ambas isoladas da
alga marinha Bostrychia radicans, coletadas no manguezal do Rio Escuro, em Ubatuba-SP
(23o29´30,0´´S/ 45o09´46,2´´W), em setembro de 2008. As linhagens em questão estão
preservadas e mantidas em óleo mineral no Laboratório de Química Orgânica do Ambiente
Marinho - NPPNS da FCFRP-USP.
A fim de reativar a linhagem microbiana, foram transferidas amostras das linhagens
preservadas em óleo mineral para placas de Petri com meio sólido BDA (Batata Dextrose
Agar). As placas foram mantidas a 25°C, acompanhando até o crescimento do micro-
organismo por toda a placa de Petri. Após esse período, foram transferidos 10 plugs de cada
linhagem para três frascos tipo Erlenmeyer com os meios de cultura. O esquema geral do
cultivo dos fungos endofíticos está ilustrado na Figura 3. Vale ressaltar que todos os
procedimentos envolvendo a manipulação do micro-organismo foram realizados em capela de
fluxo laminar e com material esterilizado, e que todos os meios de cultura foram preparados
com água do mar.
Linhagens selecionadas para cultivo em escala piloto:
- M20: identificada como Hypocrea lixii
- M23: identificada em trabalhos anteriores como Eutypella sp.
Para avaliar a melhor condição de crescimento dos micro-organismos selecionados,
foram avaliados três diferentes meios de cultivo: arroz, BDC (Batata Dextrose Caldo) e
Czapek, por diferentes períodos: 7, 14, 21 e 28 dias (três frascos tipo Erlenmeyer para cada
13 Material e Métodos
condição de cultivo). Já para o cultivo em escala ampliada, a linhagem M20 foi cultivada em
arroz (10 frascos tipo Erlenmeyer) e a linhagem M23 foi cultivada em meio líquido PDB (60
frascos tipo Erlenmeyer). Para ambos os cultivos, escala piloto e escala ampliada, foram
utilizados frascos tipo Erlenmeyer de 500 mL, com 100 mL de meio líquido ou 200 g de
arroz.
Figura 3. Esquema geral de cultivo das linhagens de fungos endofíticos selecionadas.
3.2.2. Obtenção dos extratos brutos
Os extratos foram obtidos a partir da trituração do micélio em ambiente asséptico,
seguido por três extrações do meio com CH2Cl2:MeOH (2:1) (Figura 4). O micélio foi
removido por filtração a vácuo e o filtrante foi separado em funil de separação, sendo que a
fase aquosa, proveniente do meio de cultura, foi descartada. A fase orgânica foi concentrada a
pressão reduzida, obtendo-se os extratos brutos. O micélio foi descartado após esterilização
em autoclave. A massa obtida para cada extrato está descrita no item 4.1, na Figura 6 (página
24).
Figura 4. Fluxograma geral de obtenção dos extratos de fungos endofíticos cultivados nos diferentes meios de cultura.
1. Reativação da linhagem selecionada em meio sólido BDA
2. Inoculação dos plugs no meio de cultivo escolhido para crescimento
(BDC, Czapek ou arroz)
3. Período de cultivo: 7, 14, 21 ou 28 dias
4. Cultivo finalizado para a extração
14 Material e Métodos
3.2.3. Triagem química dos extratos brutos obtidos do cultivo em escala piloto
Os extratos obtidos foram submetidos à análise através de cromatografia em camada
delgada comparativa (CCDC) em fase normal e a revelação foi realizada sob luz UV (254 e
365 nm), em câmara saturada de iodo sublimado, com solução de anisaldeído e iodo
platinado.
Para as análises por cromatografia líquida de alta eficiência em fase reversa foi
utilizada coluna analítica C18 Supelco (5µm x 4,4mm x 25cm), como fase móvel gradiente de
acetonitrila em água e fluxo de 1 ml/min. Foi utilizado o cromatógrafo Shimadzu, modelo
SCL-10AVP, equipado com detector de arranjo de diodos UV-Vis DAD Shimadzu, modelos
SPD-M10AVP e sistema de integração computadorizado com software CLASS-VP.
As análises de RMN de 1H foram realizadas nos espectrofotômetros BRUKER DRX
400 E BRUKER DRX 500, operando respectivamente em a 400 e 500 MHz para
experimentos de 1H e em 100 e 125 MHz para os experimentos de 13C. Ambos os
equipamentos estão localizados no Departamento de Química da Faculdade de Filosofia
Ciências e Letras de Ribeirão Preto, USP.
3.2.4. Ensaio para avaliação da atividade antibacteriana
Os experimentos para a avaliação de atividade antibacteriana foram realizados no
Departamento de Ciências Farmacêuticas da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de
Ribeirão Preto, USP, no laboratório de Farmacognosia, sob supervisão da Profa. Dra. Niege
A.J.C. Furtado.
As bactérias utilizadas no experimento foram: Staphylococcus aureus ATCC 25923
(gram positiva) e Escherichia coli ATCC 25922 (gram negativa). Para determinação da
concentração inibitória mínima (CIM) foi utilizado o método de microdiluição em microplaca
segundo a metodologia preconizada pelo “National Committee for Clinical Laboratory
Standards” (NCCLS, 2003), com adaptações. Para determinação da Concentração Bactericida
Mínima (CBM), após a revelação das placas de MIC, amostras dos poços da microplaca
foram transferidas para Placas de Petri contendo Meio Ágar Mueller Hinton e observou-se o
crescimento bacteriano após incubação a 37°C por 24 horas.
3.2.5. Ensaio para avaliação da atividade antitumoral
Os experimentos de atividade antitumoral foram realizados no Laboratório de
Oncologia Experimental do Departamento de Fisiologia e Farmacologia da Universidade
Federal do Ceará, sob a responsabilidade da Profa. Dra. Letícia Veras Costa-Lotufo.
15 Material e Métodos
Foram realizados testes de citotoxicidade através do método do MTT, utilizando a
linhagem celular: HCT-116 (cólon humano), em concentração única de 50 µg/mL, para a
seleção dos extratos mais ativos. Os extratos e frações ativas frente à linhagem HCT-116,
foram também testadas nas seguintes linhagens: HL-60 (leucemia); OVCAR-8 (câncer de
ovário); SF-295 (gliobastoma); PC-3M (câncer de próstata) e uma linhagem de célula normal
MRC-5 (célula normal de pulmão), para verificação da seletividade e especificidade da
atividade citotóxica da amostra.
As células serão cultivadas em meio de cultura contendo 10% de soro fetal bovino e
1% de antibióticos, mantidas a 37ºC em atmosfera de 5% de CO2. As células foram
plaqueadas na concentração 0,5 x 105 cél/mL. As placas foram incubadas por 72 horas em
estufa a 5% de CO2 a 37°C. Como controle positivo foi utilizado a doxorubicina na
concentração de 0,3µg/mL.
Ao término do período de incubação, o meio foi aspirado e em seguida, foram
adicionados 150 µL da solução de MTT (sal de tetrazolium), e as placas foram incubadas por
3h. A absorbância foi lida após dissolução do precipitado com 150 µL de DMSO puro em
espectrofotômetro de placa a 595nm.
3.2.6. Identificação da linhagem M20
A identificação da linhagem M20 foi realizada pela empresa Genotyping
Biotecnologia LTDA., utilizando sequenciamento automático por eletroforese capilar no
equipamento ABI 3500 Genetic Analyzer (Applied Biosystems) e alinhamento das sequências
de nucleotídeos produzidas com as sequências de referência depositadas no banco de dados
GenBank.
3.2.7. Fracionamento dos extratos obtidos do cultivo em escala ampliada
O extrato bruto do cultivo em escala ampliada foi submetido à análise por
Cromatografia Líquida a Vácuo (CLV) em fase normal e fase móvel com gradiente crescente
de polaridade, obtendo-se 9 frações, de A a I.
- Fração A: 100% Hexano
- Fração B: 90% Hexano e 10% Acetato de etila
- Fração C: 80% Hexano e 20% Acetato de etila
- Fração D: 60% Hexano e 40% Acetato de etila
- Fração E: 40% Hexano e 60% Acetato de etila
16 Material e Métodos
- Fração F: 20%Hexano e 80% Acetato de etila
- Fração G: 100% Acetato de etila
- Fração H: 25% Acetato de etila e 75% Metanol
- Fração I: 100% Metanol
3.2.8. Análise das frações apolares via CG-EM
Nas análises via CG-EM foi utilizada uma coluna DB-5 (30m x 0,25mm x 0,25 mm),
gás hélio como gás carreador, com fluxo de 1,41 ml/min, pressão de 87,1 kPa e aquecimento
com programação de temperatura de 60-240°C a 3°C/min e a fibra foi mantida exposta na
câmara de injeção por 3 minutos.
3.2.9. Análise das frações de média e alta polaridade via CLAE-DAD
Nas análises das frações via CLAE-DAD foi utilizada coluna analítica C18 Supelco
(5µm x 4,4mm x 25cm), como fase móvel gradiente de acetonitrila em água e fluxo de 1
ml/min. Foi utilizado o cromatógrafo Shimadzu, modelo SCL-10AVP, equipado com detector
de arranjo de diodos UV-Vis DAD Shimadzu, modelos SPD-M10AVP e sistema de
integração computadorizado com software CLASS-VP.
3.2.10. Isolamento das substâncias S1 a S6
As substâncias S1 a S6 foram isoladas do extrato da linhagem Hypocrea lixii (M20)
cultivada em arroz por 21 dias. A substância S1 foi isolada a partir da fração M20G, através
de lavagem do precipitado formado com Diclorometano, uma vez que a substância S1 se
mostrou insolúvel neste solvente.
As substâncias S2 e S3 foram isoladas a partir da fração M20E via CLAE em escala
semi-preparativa. Utilizou-se coluna Coluna Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm) e fase
móvel com gradiente exploratório 5-50% de Acetonitrila em água, por 40 min, seguido de 50-
100% de Acetonitrila em água por 5 minutos e vazão 4ml/minuto.
Já a substância S4 foi isolada da fração M20I após realização de uma coluna clássica,
com sílica gel e fase móvel gradiente de diclorometano-metanol. Na última etapa, as
substâncias S5 e S6 foram isoladas a partir da fração M20F via CLAE em escala semi-
preparativa. Utilizou-se coluna Coluna Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm) e fase móvel
com gradiente exploratório 5-20% de Acetonitrila em água, por 10 min, seguido de 20-50%
de Acetonitrila em água por 30 minutos e 50-100% de Acetonitrila em água por 10 minutos e
vazão 5ml/minuto. A Figura 5 a seguir ilustra o fluxograma do processo de isolamento.
17 Material e Métodos
Figura 5. Fluxograma do isolamento das substâncias S1-S6 a partir do extrato bruto do fungo Hypocrea lixii, cultivado em arroz por 21 dias.
3.2.11. Isolamento da substância S7
A substância S7 foi isolada a partir do extrato da linhagem Eutypella sp (M23)
cultivada em meio líquido PDB por 28 dias. Após o fracionamento via CLV, a fração M23B
(90% Hexano: 10% Acetato de Etila) foi submetida à CCDP em placas de sílica e fase móvel
Hexano : Acetato de Etila (7:3), o que possibilitou a separação de três manchas.
A mancha 3 (amostra M23B3) foi submetida a separação via CLAE semi-preparativa,
resultando no isolamento da substância S7. Para a realização da CLAE, foi utilizada coluna
Coluna Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm) e fase móvel com gradiente exploratório 70-
100% de Acetonitrila em água, por 25 min e vazão 5ml/minuto.
3.2.12. Identificação estrutural das substâncias isoladas
Para a elucidação estrutural das substâncias isoladas foram utilizadas as seguintes
técnicas espectrométricas: RMN uni e bidimensional, Espectrometria de massas de alta
resolução, Espectroscopia de absorção na região do infravermelho.
A
Extração com CH2Cl2:MeOH (2:1) 3x
Fracionamento via CLV Sílica Gel FM: Gradiente Hex-AcOEt-MeOH
Metodologias de Separação A: CLAE semi-preparativa B: Lavagem com CH2Cl2 C: CC (sílica gel) – FM: CH2Cl2-MeOH
A B C
18 Material e Métodos
3.2.13. Ensaio para avaliação da atividade antifúngica frente espécies de
Candida spp
Os experimentos para a avaliação de atividade antifúngica foram realizados no
Departamento de Ciências Farmacêuticas da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de
Ribeirão Preto, USP, no laboratório de Farmacognosia, sob supervisão da Profa. Dra. Niege
A.J.C. Furtado.
Foram utilizadas as seguintes cepas: Candida albicans ATCC, Candida tropicalis
ATCC 750, Candida krusei ATCC 34135, Candida parapsilosis ATCC 22019, Candida
glabrata ATCC 2001. Como controle positivo utilizou-se Fluconazol. Para determinação da
concentração inibitória mínima (MIC) foi utilizado o método de microdiluição em microplaca
segundo a metodologia preconizada pelo “National Committee for Clinical Laboratory
Standards” (NCCLS, 2003), com adaptações. Este ensaio foi realizado para as substâncias
isoladas S1 e S4.
3.2.14. Ensaio para avaliação da atividade anticolinesterásica por bioautografia
Os ensaios para avaliação da atividade anticolinesterásica foram realizados no
Instituto de Botânica de São Paulo, sob supervisão da Dra. Maria Cláudia Marx Young. Para a
realização do ensaio de atividade anticolinesterásica, amostras das substâncias S1 e S4 (50
µg) foram analisadas em CCDC de sílica gel 60 F254 (Merck). Como controle positivo foi
utilizado fisostigmina (0,05 µg).
Após o desenvolvimento da cromatografia, a placa foi borrifada com uma solução de
enzima acetilcolinesterase (6,66 U) acrescida de albumina bovina fração V (0,1%). Logo
após, a placa cromatográfica foi incubada em uma câmara úmida fechada a 37°C por 20
minutos, e em seguida borrifada com uma mistura da solução etanólica de acetato de 1-naftila
(5 mL; 0,25%) e aquosa do sal Fast Blue B (20 mL; 0,25%). Uma coloração roxa aparece em
aproximadamente 2 minutos.
O aparecimento de mancha branca, sobre o fundo de coloração roxa indica inibição da
atividade da enzima acetilcolinesterase. As cromatoplacas obtidas foram observadas em (λ)
254 nm e 366 nm.
19 Material e Métodos
3.2.15. Ensaio para avaliação da atividade antifúngica por bioautografia
Os ensaios para avaliação da atividade antifúngica em placas de sílica-gel foram
realizados no Instituto de Botânica de São Paulo, sob supervisão da Dra. Maria Cláudia Marx
Young. Para isso, cepas dos fungos Cladosporium sphaerospermum, obtidos da micoteca do
Instituto de Botânica de São Paulo, foram incubadas em meio de cultura BDA a 25ºC por 14
dias. Após esse período foi feita a extração dos esporos com solução de sais e glicose (6:1). A
suspensão foi filtrada e armazenada a -18ºC para posterior nebulização nas cromatofolhas.
As amostras (substâncias S1 e S4, 50 µg) e o controle positivo Nistatina (5 µg)
diluídos foram aplicados em cromatofolhas. As cromatofolhas foram nebulizadas com uma
suspensão de esporos dos fungos (> 2x106 esporos mL-1) em solução de glicose e sais (6:1) e
incubadas em câmara úmida a 27ºC por 48 h, no escuro (HOMANS; FUCHS, 1970;
RAHALISON et al., 1994). Após o tempo de incubação, zonas claras corresponderam à área
de inibição dos fungos pela ação das amostras analisadas.
20
Resultados e Discussão
21 Resultados e Discussão
4. Resultados e Discussão
4.1. Cultivo dos fungos e obtenção dos extratos em escala piloto
Com a finalidade de estabelecer as melhores condições de cultivo dos fungos para
produção de metabólitos secundários, foram analisadas as seguintes variações: meio de
cultura e tempo de cultivo.
- Meios de cultura analisados: arroz, Czapek e BDC
- Tempos de cultivo analisados: 7, 14, 21 e 28 dias
Ao final do cultivo e extração foram obtidos 12 extratos brutos de cada linhagem,
como demonstrado na figura 6, a seguir.
Figura 6. Esquema geral dos extratos obtidos do cultivo em escala piloto das duas linhagens selecionadas para a triagem química e biológica.
Nota-se que o cultivo em arroz fornece maiores quantidades de extrato bruto. A
utilização de meios sólidos favorece o crescimento de fungos filamentosos, pois além da fonte
de nutrientes, a matriz sólida fornece apoio para o crescimento das hifas e com isso alcança
uma maior área de crescimento, concentração de nutrientes e circulação de oxigênio. Há
relatos que até mesmo micro-organismos marinhos preferem o crescimento em matrizes
sólidas, uma vez que mais de 98% dos isolados de ambiente marinho têm sido obtidos a partir
de superfícies de substratos sólidos, encontrados em habitats marinhos (SINGHANIA et al.,
2009).
4.2. Triagem química dos extratos obtidos a partir do cultivo em escala piloto
Para a triagem química dos extratos brutos foram realizadas análises via CCDC,
CLAE-DAD e RMN de 1H. Após as análises por CLAE-DAD (Figuras 7-12) e CCDC, os
22 Resultados e Discussão
extratos considerados mais promissores para posterior isolamento de metabólitos foram os
extratos M20 cultivados em arroz por 21 dias e M23 cultivados em meio PDB por 28 dias.
Nos espectros de RMN de 1H (Figuras 13-18), os diferentes extratos mostraram-se
semelhantes, com sinais de deslocamentos químicos na região entre 3,0 e 6,0 ppm, sugerindo
a presença de açúcares e/ou ligações duplas, e sinais de deslocamento químico entre 6,7 a 7,8
ppm sugerindo a presença de substâncias aromáticas. Mas vale ressaltar que muitos sinais
observados nos espectros de RMN de 1H podem ser referentes aos constituintes do meio de
cultura.
Cromatografia Líquida de Alta Eficiência
Todos os extratos obtidos, tanto da linhagem M20 como da linhagem 23, foram
submetidos à análise por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência com detector de arranjo de
diodos (CLAE-DAD), em fase reversa com coluna analítica RP-18, fase móvel com gradiente
exploratório (5-100% de Acetonitrila em água) e fluxo de 1 ml/min.
Figura 7. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em Arroz. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
23 Resultados e Discussão
Figura 8. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em Czapek. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
Figura 9. Cromatogramas dos extratos da linhagem M20 cultivada em PDB. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
24 Resultados e Discussão
Figura 10. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em Arroz. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
Figura 11. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em Czapek. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
25 Resultados e Discussão
Figura 12. Cromatogramas dos extratos da linhagem M23 cultivada em PDB. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1 ml/minuto. Detecção em 254 nm. Em preto – cultivo por 7 dias; em azul – cultivo por 14 dias; em rosa – cultivo por 21 dias; em verde – cultivo por 28 dias.
Ressonância Magnética Nuclear de 1H
Para a análise de RMN de 1H, foram selecionados os extratos com maior potencial de
produção de metabólitos secundários, de acordo com as análises de CCDC e CLAE-DAD:
- M20A21d: linhagem M20 cultivada em Arroz por 21 dias
- M20C28d: linhagem M20 cultivada em Czapek por 28 dias
- M20P28d: linhagem M20 cultivada em PDB por 28 dias
- M23A28d: linhagem M23 cultivada em Arroz por 21 dias
- M23C28d: linhagem M23 cultivada em Czapek por 28 dias
- M23P28d: linhagem M23 cultivada em PDB por 28 dias
26 Resultados e Discussão
M20A21d.esp
8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
0.50
Nor
mal
ized
Inte
nsity
7.49
86
7.27
007.
2656
7.24
66
5.38
285.
3791
5.36
525.
3620
5.35
635.
3475
5.34
245.
3330
4.31
964.
2899
4.27
924.
1725
4.15
744.
1428
4.12
773.
7419
2.79
112.
7608
2.37
002.
3352
2.32
322.
3169
2.29
802.
0625
2.04
481.
6205
1.30
551.
2575
0.91
210.
9014
0.89
450.
8907
0.88
500.
8774
0.86
730.
6356
Figura 13. Espectro de RMN de 1H do extrato M20A21d, CDCl3, 400 MHz.
M20C28d.esp
8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0.05
0.10
0.15
0.20
Nor
mal
ized
Inte
nsity
7.72
467.
5579
7.51
94
5.35
06
4.10
184.
0848
3.74
193.
6737
3.05
69
2.37
312.
3542
2.33
522.
0631
1.62
241.
5706
1.30
551.
2588
1.00
310.
9866
0.90
200.
8951
0.88
500.
8780
0.86
790.
0838
0.06
55
Figura 14. Espectro de RMN de 1H do extrato M20C28d, CDCl3, 400 MHz.
27 Resultados e Discussão
m20p28.001.esp
8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
Nor
mal
ized
Inte
nsity
7.42
407.
2125
7.19
55
5.30
835.
3051
5.29
445.
2906
5.28
685.
2761
5.27
295.
2704
4.65
044.
0266
4.00
963.
7899
3.66
673.
1800
2.98
172.
8940
2.70
142.
6862
2.29
672.
2777
2.25
941.
9715
1.56
301.
5447
1.24
801.
2391
1.23
031.
2227
1.21
331.
1836
1.17
350.
8269
0.81
990.
8098
0.00
04
Figura 15. Espectro de RMN de 1H do extrato M20P28d, CDCl3, 400 MHz.
m23a28.001.esp
8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
Nor
mal
ized
Inte
nsity
7.26
69
5.36
085.
3570
5.35
135.
3425
5.33
995.
3374
4.34
304.
3152
4.30
454.
2856
4.27
484.
1681
4.15
304.
1385
4.12
33
3.73
633.
2609
2.77
032.
3378
2.33
082.
3189
2.31
192.
0581
2.04
041.
3005
1.29
041.
2834
1.27
581.
2531
0.89
700.
8901
0.88
630.
8800
0.86
29
0.00
05
Figura 16. Espectro de RMN de 1H do extrato M23A28d, CDCl3, 400 MHz.
28 Resultados e Discussão
m23c28.001.esp
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
Nor
mal
ized
Inte
nsity
10.9
355
7.19
59
5.30
505.
2911
5.28
735.
2760
5.27
035.
2589
4.21
594.
0985
4.08
33
3.66
662.
7012
2.68
612.
2959
2.27
762.
2587
1.54
461.
2857
1.23
081.
2207
1.21
311.
1841
0.82
730.
8204
0.81
030.
7926
0.00
03-0
.069
2
Figura 17. Espectro de RMN de 1H do extrato M23A28d, CDCl3, 400 MHz.
m23p28.001.esp
8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
Nor
mal
ized
Inte
nsity
7.64
897.
4822
7.19
93
5.30
405.
2901
5.28
695.
2813
5.27
435.
2674
5.25
794.
2155
4.20
484.
0981
4.08
294.
0684
4.05
324.
0261
4.00
903.
6656
3.57
472.
7002
2.26
022.
2482
2.24
191.
9874
1.97
041.
3826
1.23
041.
2197
1.18
300.
9280
0.91
090.
8263
0.81
940.
8156
0.80
990.
7922
0.00
870.
0005
-0.0
702
Figura 18. Espectro de RMN de 1H do extrato M23P28d, CDCl3, 400 MHz.
29 Resultados e Discussão
4.3. Triagem Biológica dos extratos obtidos a partir do cultivo em escala piloto
4.3.1. Avaliação da atividade antibacteriana
A atividade antibacteriana foi realizada através da determinação da concentração
inibitória mínima (CIM) pelo método de microdiluição em microplaca, segundo a
metodologia preconizada pelo “National Committee for Clinical Laboratory Standards”
(NCCLS, 2003).
Para a revelação das placas foi utilizado o substrato resarzurina (7-hidroxi-10-óxido-
3H-fenoxazin-3-ona). A resarzurina é um corante redox, que apresenta uma alteração
colorimétrica relacionada com a atividade metabólica celular. O ensaio é baseado na
capacidade de células metabolicamente viáveis em reduzir a resazurina (coloração azul) em
resorufina (coloração vermelha). Esta conversão ocorre intracelularmente, pela atividade de
enzimas mitocondriais (VEGA-AVILA; PUGSLEY, 2011). Dessa forma, a coloração azul
indica que houve uma inibição do crescimento bacteriano, e a coloração vermelha indica
presença de células bacterianas viáveis.
Para experimento de CBM, foram coletadas pequenas amostras dos poços com
resultado positivo (inibição do crescimento – coloração azul) no experimento de CIM. O
experimento de CBM verifica se há crescimento bacteriano após o tratamento e incubação e
com isso pode-se analisar a possível ação bactericida ou bacteriostática da amostra.
Foram realizados ensaio de atividade antibacteriana com os extratos brutos das duas
linhagens, M20 e M23, faixa de concentrações de 400µg/ml a 0,2µg/ml. Apenas na
concentração de 400µg/ml, houve inibição do crescimento bacteriano, com ação
bacteriostática no experimento de CBM. Para uma ação antibacteriana efetiva, é interessante
que o extrato apresente atividade em concentrações menores que 100µg/ml (RIOS; RECIO,
2005). Sendo assim, nenhum dos extratos analisados apresentou potencial atividade
antibacteriana.
4.3.2. Avaliação da atividade antitumoral
Com base no estudo químico dos extratos brutos, foram selecionados os seguintes
extratos para o ensaio antitumoral: M20A21d, M20C28d, M20P28d, M23A28d, M23C28d e
M23P28d. Foram consideradas amostras com potencial citotóxico relevante os extratos que
apresentaram inibição ≥ 75% na concentração de 50 µg/mL. Extratos da linhagem M20
(Hypocrea lixii) apresentaram um interessante potencial de inibição da proliferação celular da
linhagem HCT-116 (células de câncer de cólon humano), com destaque para o extrato
M20A21d (Linhagem M20 cultivada em arroz por 21 dias), que apresentou 98% de inibição
30 Resultados e Discussão
do crescimento celular, um valor ainda maior que o controle positivo utilizado
(Doxorubicina), como descrito na Tabela 4.
Tabela 4. Percentual de inibição da proliferação celular (%) das amostras M20A21d, M20C28d, M20P28d, M23A28d, M23C28d e M20P28d, frente à linhagem tumoral HCT-116. Valores são médias ± desvio padrão da média. Em destaque estão as amostras que apresentaram inibição da proliferação celular ≥75%.
4.4. Identificação da linhagem M20
A identificação da linhagem M20 foi realizada pela empresa Genotyping
Biotecnologia LTDA., uma incubadora localizada em Botucatu-SP. Foi utilizado
sequenciamento automático por eletroforese capilar no equipamento ABI 3500 Genetic
Analyzer (Applied Biosystems) e alinhamento das sequências de nucleotídeos produzidas com
as sequências de referência depositadas no banco de dados. O resultado do sequenciamento
demonstrou maior identidade da linhagem M20 com o fungo Hypocrea lixii, apresentando
100% de identificação com esta espécie.
A linhagem M23 já havia sido identificada anteriormente, como pertencente ao gênero
Eutypella, não sendo possível a identificação da espécie.
4.5. Obtenção dos extratos em escala ampliada
Com base nos resultados de análise química dos extratos obtidos a partir do
experimento piloto, primeiramente, foi selecionada a linhagem M20 cultivada em Arroz para
o crescimento em escala ampliada, sendo que os critérios utilizados para a escolha foram:
- Massa do extrato bruto
- Perfil cromatográfico obtido via CLAE-DAD
- Resultado da triagem biológica
Amostras Inibição da proliferação celular (%)
M20A21d 98,39 ± 3,13
M20C28d 87,00 ± 2,12
M20P28d 83,37 ± 7,33
M23A28d 30,08 ± 3,27
M23C28d 39,06 ± 0,43
M23P28d 9,36 ± 1,26
Doxorubicina 93,09 ± 0,03
31 Resultados e Discussão
Foi escolhido o período de 21 dias de cultivo, uma vez que as análises cromatográficas
do extrato da linhagem M20 em arroz não diferem significativamente entre os períodos de 21
e 28 dias. Além disso, o extrato bruto da linhagem M20 cultivado em arroz apresentou um
interessante potencial citotóxico frente células tumorais HCT-116 (câncer de cólon humano).
Assim, após a reativação, cultivo (10 frascos tipo Erlenmeyer) e extração, foi obtido o extrato
bruto com massa de 14,98g.
Em um segundo momento, foi realizado o cultivo em escala ampliada da linhagem
M23 (Eutypella sp) em meio PDB por 28 dias, e a massa do extrato obtido foi de 1,04g.
4.6. Estudo químico e biológico do fungo Hypocrea lixii (linhagem M20 – cultivo em
escala ampliada)
4.6.1. Fracionamento do extrato bruto via CLV – linhagem M20 (H. lixii )
O fracionamento do extrato bruto teve início com a cromatografia líquida a vácuo
(CLV) em fase normal e fase móvel com gradiente crescente de polaridade (100% hexano –
100% acetato de etila – 100% metanol). Foram utilizados 9,0g do extrato bruto da linhagem
M20A cultivada em arroz em escala ampliada, resultando em nove frações, M20A a M20I
(Tabela 5). Todas as frações foram concentradas em rotaevaporador e armazenadas.
Após a concentração, a fração M20G apresentou uma porção líquida amarelada e um
precipitado branco, sendo o precipitado insolúvel em diclorometano. Essas porções foram
separadas, sendo a porção líquida denominada M20G1 e o precipitado M20G2. O precipitado
foi lavado com diclorometano, obtendo-se um cristal branco.
Tabela 5. Rendimento das frações de CLV
Fração Fase Móvel Massa Obtida
M20A 100% H 0,016g
M20B 90%H : 10%A 0,875g
M20C 80%H: 20%A 0,163g
M20D 60%H: 40%A 1,056g
M20E 40%H : 60%A 0,096g
M20F 20%H: 80%A 0,055g
M20G1 100%A 0,112g
M20G2 100%A 0,038g
M20H 25%A : 75%M 0,029g
M20I 100%M 5,218g
H = hexano; A = acetato de etila; M = metanol
32 Resultados e Discussão
4.6.2. Análise das frações apolares via CG-EM
As frações apolares (frações M20A, M20B, M20C, M20D) foram analisadas via CG-
EM. Em todas as frações analisadas o sinal majoritário foi referente ao ácido n-hexadecanóico
(ácido palmítico). Foram observados sinais de hidrocarbonetos e outros ácidos graxos. Na
fração B observa-se que as principais substâncias são aldeídos. Os sinais majoritários, com
área maior que 3%, de cada fração são apresentados nas Tabelas 6 e 7.
Tabela 6. Principais substâncias encontradas nas frações apolares analisadas via CG-EM, com similaridade maior que 90% quando comparado com banco de dados do equipamento.
Substância Índice de
Similaridade Índice de Retenção
obtido
Índice de retenção da literatura*
Fração M20 A
Heptadecano 97% 1707 1711
Octadecano 97% 1924 1810
Ácido palmítico 96% 1967 1968
Ácido oleico 95% 2142 2175
Tetracosano 97% 2414 2407
Tetratetracontano 97% 4436 4395
Fração M20 B
Nonanal 94% 1128 1102
2-decenal 95% 1270 1212
2-undecenal 95% 1372 1311
Ácido palmítico 96% 1970 1968
Fração M20 C
Ácido palmítico 97% 1994 1968
Ácido oleico 96% 2159 2175
Ácido esteárico 97% 2185 2167
Fração M20 D
Ácido palmítico 96% 1990 1968
Ácido oleico 96% 2155 2175
Ácido octadecanóico 96% 2175 2167
Estigmasterol 95% 4450 4456 * valores de índice de retenção observados no banco de dados do equipamento de CG-EM.
33 Resultados e Discussão
Tabela 7. Estrutura das substâncias encontradas frações apolares analisadas via CG-EM.
Substância Estrutura
Heptadecano
Octadecano
Ácido palmítico
O OH
Ácido oleico O OH
Tetracosano
Tetratetracontano
Nonanal O
2-decenal O
2-undecenal O
Estigmasterol
HO
H
H
H
4.6.3. Análise das frações M20E – M20I via CLAE-DAD
As frações de média a alta polaridade (frações M20E, M20F, M20G1, M20G2, M20H
e M20I) foram analisadas por CLAE-DAD em coluna analítica fase reversa RP-18 com fase
móvel gradiente exploratório (5-100% de acetonitrila em água).
As frações M20D e M20G1(Figuras 19 e 22) apresentaram cromatogramas
complexos, com a presença de diversos picos sobrepostos e sem uma boa resolução. A fração
M20I (Figura 25) apresentou picos sobrepostos e com rápida eluição, sendo que não foi
34 Resultados e Discussão
possível o estabelecimento de um sistema de fase móvel que proporcionasse uma boa
resolução, com picos bem separados.
Na sequência, as frações M20E e, M20F (Figuras 20 e 21) apresentaram
cromatogramas com uma boa separação dos picos. Para essas amostras foram desenvolvidos
métodos de eluição distintos para a posterior realização de cromatografia em escala semi-
preparativa. A fração M20H (Figura 24) também a presentou cromatograma com boa
separação dos picos, porém devido à pequena quantidade obtida dessa fração, não foi possível
a realização de cromatografia em escala semi-preparativa.
Por fim, fração M20G2 apresentou cromatograma (Figura 23) com uma única
substância majoritária, com tempo de retenção de 15,63 minutos. Esta fração passou a ser
denominada como substância S1 e foi submetida aos experimentos de RMN uni e
bidimensionais. As frações M20E e M20F foram selecionadas para a realização de CLAE em
escala semi-preparativa.
Figura 19. Cromatograma da Fração M20D. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 220 nm.
35 Resultados e Discussão
Figura 20. Cromatograma da Fração M20E. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm.
Figura 21. Cromatograma da Fração M20F. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm.
36 Resultados e Discussão
Figura 22. Cromatograma da Fração M20G1. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm.
Figura 23. Cromatograma da Fração M20G2. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm.
S1
37 Resultados e Discussão
Figura 24. Cromatograma da Fração H. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 220 nm.
Figura 25. Cromatograma da Fração I. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 100% de Acetonitrila em Água. Coluna analítica Supelcosil LC-18 (25cm x 4,6mm x 5µm). Vazão 1ml/minuto. Detecção em 254 nm.
4.6.4. Elucidação estrutural da substância S1
A substância S1 (38 mg), foi identificada como sendo o ácido 3-hidroxi-5-metoxi-6-
metil-1,3-diidro-isobenzofurano-4-carboxílico (Figura 26), e apresentou-se como um sólido
branco que cristaliza com água e metanol, αD = +0,06 (metanol, Concentração = 1%), e pf =
295°C. Sua elucidação estrutural foi baseada nos espectros de RMN de 1H, 13C, DEPT 135,
COSY 1H-1H, HMQC, HMBC, espectrometria de massas e espectroscopia de absorção na
região do infravermelho (Tabela 8 e Figuras 28-33).
38 Resultados e Discussão
Figura 26. Proposta estrutural para substância S1
Tabela 8. Dados de RMN de 1H e 13C em CD3OD da substância S1
No espectro de RMN de 1H (Figura 28) podemos verificar a presença de:
- um simpleto com deslocamento químico δ 7,25, integrando para 1H, indicando a presença
de um hidrogênio aromático;
- um simpleto com deslocamento químico δ 2,30, integrando para 3H, indicando a presença
de hidrogênios de grupo metílico ligado a um anel aromático;
- um simpleto com deslocamento químico δ 3,80, integrando para 3H, indicando a presença
hidrogênios de grupo metoxílico;
- um dupleto desblindado, com deslocamento químico δ 6,26, integrando para 1H, indicando a
presença de um hidrogênio de um grupo hemiacetal.
- um dupleto com deslocamento químico δ 4,91, integrando para 1H e um duplo dupleto em δ
5,04, integrando para 1H. Esses sinais foram atribuídos a um CH2 presente no anel
diidrofurano. Por estar em um anel, os hidrogênios ligados ao mesmo carbono (Carbono 1)
Carbono δ 1H – 400 MHz δ 13C – 100 MHz
1 a 4,91 (d, J=12,6; 1H)
b 5,04 (dd, J=12,6; 2,0; 1H) 72,7
3 6,26 (d, J=2,0 Hz, 1H) 108,7
3a - 134,0
4 - 135,1
5 - 157,9
6 - 136,8
7 7,25 (s, 1H) 126,7
7a - 137,8
8 - 166,1
9 3,80 (s, 3H) 62,2
10 2,30 (s, 3H) 16,5
39 Resultados e Discussão
são magneticamente diferentes, apresentando sinais distintos no espectro de RMN de 1H. A
presença de um centro estereogênico no carbono 3 é responsável pela diferença de
deslocamentos químicos para os sinais destes hidrogênios, quando submetidos a um campo
magnético.
No espectro de RMN de 13C (Figura 29) foi possível observar sinais em δ 125 a 158,
indicando a presença de carbonos aromáticos. Os sinais em δ 16,5 e 62,2 indicam a presença
de um grupo metílico e um grupo metoxílico respectivamente. A presença de um sinal em δ
166,1 sugere a presença de um grupo carboxílico, atribuída ao carbono do ácido carboxílico.
A presença de um ácido carboxílico pode ser confirmada no espectro de absorção do
Infravermelho (Figura 35), que apresentou uma banda intensa de absorção em 1720 cm-1
(estiramento C=O) e uma banda forte e alargada em 3342 cm-1 (estiramento O–H).
A confirmação da estrutura se deu pelos espectros de RMN bidimensionais HSQC,
HMQC e COSY (Figuras 31-33). No mapa de contorno HMBC (Figuras 32) foi possível
observar as seguintes correlações (também esquematizadas na Figura 27):
- H7 (δ 7,25) com C1 (δ 72,7), C10 (δ 126,7) e C5 (δ 157,9)
- H9 (δ 3,80) com C5 (δ 157,9)
- H10 (δ 2,30) com C5 (δ 157,9), C6 (δ 136,8) e C7 (δ 126,7)
- H3 (δ 6,26) com C1 (δ 72,7)
- H1a (δ 4,91) com C3 (δ 108,7)
Figura 27. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S1
No mapa de contorno COSY (Figura 33), foram observadas as seguintes correlações
entre Hidrogênios:
- H7 (δ 7,25) com H1a (δ 4,91), H1b (δ 5,04) e H10 (δ 2,30)
- H1b (δ 5,04) com H1a (δ 4,91) e H3 (δ 6,26)
40 Resultados e Discussão
M20G2.001.esp
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.383.041.651.171.031.01
Methanol
7.24
84
6.26
536.
2603
5.06
005.
0550
5.02
855.
0234
4.93
124.
9300
4.89
974.
8984
4.87
00
3.79
92
2.30
22
Figura 28. Espectro de RMN de 1H da substância S1, CD3OD, 400 MHz.
m20g2.Carbono.esp
160 140 120 100 80 60 40 20 0Chemical Shift (ppm)
0
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
0.030
0.035
0.040
0.045
0.050
0.055
0.060
0.065
Nor
mal
ized
Inte
nsity
166.
1195
157.
9583
137.
7953
136.
8643
135.
1477
134.
0493
126.
6591
108.
7220
72.7
166
62.2
278
16.5
556
Figura 29. Espectro de RMN de 13C da substância S1, CD3OD, 100 MHz.
41 Resultados e Discussão
m20g2.DEPT.esp
160 140 120 100 80 60 40 20 0Chemical Shift (ppm)
-0.5
0
0.5
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
126.
6591
108.
7220
72.7
166
62.2
278
16.5
556
Figura 30. Experimento DEPT 135 da substância S1, CD3OD, 100 MHz.
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
140
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 31. Mapa de contorno HMQC da substância S1, CD3OD, 100-400 MHz.
42 Resultados e Discussão
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 32. Mapa de contorno HMBC da substância S1, CD3OD, 100-400 MHz.
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0F2 Chemical Shift (ppm)
2
3
4
5
6
7
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 33. Mapa de contorno COSY da substância S1, CD3OD, 400 MHz.
43 Resultados e Discussão
A estrutura proposta apresenta fórmula molecular C11H12O5 (massa molecular
calculada = 224,0685). A fórmula molecular pode ser confirmada pela análise do Espectro de
Massas de alta resolução por ionização por electrospray em modo negativo (Figura 34), no
qual foi observado o pico base com m/z 223,0609, indicando a formação do íon [M-H]-, com
erro de -1,3 ppm.
Figura 34. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S1, obtido em modo negativo.
4 5 0 0 4 0 0 0 3 5 0 0 3 0 0 0 2 5 0 0 2 0 0 0 1 5 0 0 1 0 0 0 5 0 0
6 5
7 0
7 5
8 0
8 5
9 0
9 5
1 0 0
1 0 5
% T
rans
mita
nce
W a v e n u m b e r (c m -1)
M 2 0 G 2
Figura 35. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S1.
112.9848
151.0748
179.0706
223.0609
311.1655
337.0539
353.1264
447.1283
-MS, 38.8min #2319
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
5x10Intens.
100 200 300 400 500 m/z
44 Resultados e Discussão
Na literatura, a estrutura proposta foi descrita apenas como um possível estado de
equilíbrio do ácido diidrogladiólico, onde ocorre uma reação intramolecular entre a hidroxila
e o grupo aldeído (Figura 36) (DUNCANSON; GROVE; ZEALLEY, 1953). Portanto esta
substância ainda não foi descrita na literatura como produto natural. Contudo, o ácido
diidrogladiólico, um metabólito com atividade antifúngica, foi isolado de fungos do gênero
Penicillium, com maior predominância na espécie Penicillium gladioli (AVENT; HANSON;
TRUNEH, 1990).
Figura 36. Reação intramolecular do ácido diidrogladiólico formando a substância S1.
4.6.5. Isolamento das substâncias S2 e S3
Para o isolamento das substâncias S2 e S3 foi realizada CLAE semi-preparativa com a
fração M20E (Figura 37). Foram coletados 4 picos, porém apenas foi possível a realização
dos experimentos espectroscópicos para elucidação estrutural com os picos 3 e 4 (substância
S2 e S3 respectivamente).
Figura 37. Cromatograma da Fração M20E escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 50% de Acetonitrila em Água (40 minutos) e 50-100% Acetonitrila em água (5minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 4ml/minuto. Detecção em 245 nm.
Ácido Diidrogladiólico S1
Pico 4 (S3)
Pico 3 (S2)
Pico 1
Pico 2
45 Resultados e Discussão
4.6.6. Elucidação estrutural da substância S3
A substância S3 (2,2mg), foi identificada como o 3,7-dimetoxi-6-metil-1-oxo-1,3-
diidro-isobenzofurano-4-carbaldeído (Figura 38), e apresentou-se como um sólido branco, αD
+0,916 (metanol, Concentração = 0,4%). A elucidação estrutural da substância S3 foi baseada
nos espectros de RMN de 1H, 13C, DEPT 135, HMQC, HMBC, espectrometria de massas e
espectroscopia de absorção na região do infravermelho (Tabela 9 e Figuras 40-46).
7a
3a
4
5
6
71
O
3
O
9
OH
11
O
O8
10
Figura 38. Proposta estrutural para substância S3.
Tabela 9. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S3
* valor observado indiretamente pelo mapa de contorno HMBC
Carbono δ 1H – 400 MHz δ 13C – 100 MHz 1 - 165,1*
3 6,55 (s, 3H) 101,6
3a - 146,3
4 - 125,8
5 7,96 (s, 1H) 134,5
6 - 138,4
7 - 161,8
7a - 116,4
8 3,74 (s, 3H) 57,9
9 10,04 (s, 1H) 188,1
10 2,38 (s, 3H) 16,3
11 4,28 (s, 3H) 66,1
46 Resultados e Discussão
No espectro de RMN de 1H (Figura 40) podemos verificar a presença de:
- um simpleto com deslocamento químico δ 2,38, integrando para 3H, indicando a
presença de hidrogênios metílicos ligados a um anel aromático;
- dois simpletos, um com deslocamento químico δ 3,74, e outro δ 4,28, ambos
integrando para 3H, indicando a presença de hidrogênios pertencentes a grupo metoxílico;
- um simpleto desblindado, com deslocamento químico δ 6,55, integrando para 1H.
Esse valor de deslocamento químico sugere a presença de hidrogênio em um grupo acetal.
- um simpleto com deslocamento químico δ 7,96, integrando para 1H, sugerindo a
presença de um hidrogênio aromático desblindado;
- um simpleto com deslocamento químico δ10,04, integrando para 1H indicando a
presença de um hidrogênio de aldeído.
No espectro de RMN de 13C (Figura 41) foi possível observar sinais entre δ 116 e
161, indicando a presença de carbonos aromáticos. Pode-se também confirmar a presença de
um grupo metílico e dois substituintes metoxílicos por meio dos sinais com deslocamento
químico 16,3, 55,9 e 63,1, respectivamente. O sinal em δ 188,1 sugere a presença de um
grupo carbonílico. Podemos confirmar que esse grupo é referente a um aldeído pelo espectro
DEPT 135 (Figura 42), onde podemos inferir que o carbono δ 188,1 está ligado a um
hidrogênio.
Pelo espectro de absorção na região do infravermelho (Figura 45), foi possível
confirmar a presença de um grupo carbonílico (atribuído ao aldeído), e um grupo carboxílico
(atribuído a lactona) na estrutura da substância S3, devido à presença das bandas de absorção
em 1703 e 1774 cm-1 respectivamente. A confirmação da estrutura foi corroborada pelos
espectros de RMN bidimensionais HSQC (Figura 43) e HMQC (Figuras 39 e 44).
Figura 39. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S3.
47 Resultados e Discussão
A fórmula molecular da molécula proposta é C12H12O5 e massa teórica de 236,0685.
Essa estrutura pode ser confirmada pela análise por EM-IES em modo positivo (Figura 46),
onde é possível observar um pico em m/z 259,0577, correspondente a molécula cationizada
[M+Na]+, com erro de 2,5 ppm.
Foi atribuído ao carbono quiral (C3) a configuração R, uma vez que a substância S3
apresentou αD = +0,916 (metanol, Concentração = 1%), e dados da literatura mostram que o 3-
S e 3-R ftalidas apresentam rotação específica negativa e positiva respectivamente
(SOMMART et al., 2012; TAKAHASHI et al., 1998; TIANPANICH et al., 2011)
Foi realizada revisão bibliográfica e a estrutura S3 foi proposta apenas como um
derivado sintético do ácido gladiólico (DUNCANSON; GROVE; ZEALLEY, 1953), sendo
assim inédita como um metabólito secundário.
M20E7_Hidrogenio02.esp
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1Chemical Shift (ppm)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.453.243.141.031.351.01
10.0
891
7.95
76
7.27
00
6.54
46
4.30
074.
2761
3.73
69
2.37
75
Figura 40. Espectro de RMN de 1H da substância S3, CDCl3, 400 MHz.
48 Resultados e Discussão
M20E7_Carbono.esp
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20Chemical Shift (ppm)
0
0.005
0.010
0.015
0.020
0.025
Nor
mal
ized
Inte
nsity
188.
1144
161.
7251
146.
3265
138.
3617
134.
5357
125.
8872
116.
3658
101.
6436
77.3
200
77.2
037
77.0
000
76.6
872
63.1
071
57.8
772
16.2
638
-0.0
222
Figura 41. Espectro de RMN de 13C da substância S3, CDCl3, 100 MHz
M20E7_DEPT 135.esp
220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 -20Chemical Shift (ppm)
-0.5
0
0.5
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
188.
1573
63.1
426
57.9
055
16.2
921
Figura 42. Experimento DEPT 135 da substância S3, CDCl3, 100 MHz
49 Resultados e Discussão
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 43. Mapa de contorno HMQC da substância S3, CDCl3, 100-400 MHz.
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 44. Mapa de contorno HMBC da substância S3, CDCl3, 100-400 MHz.
50 Resultados e Discussão
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 50060
65
70
75
80
85
90
95
100
105
% T
rans
mita
nce
W avenum ber (cm -1)
M 20E 7
Figura 45. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S3.
Figura 46. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S3, obtido em modo positivo.
51 Resultados e Discussão
4.6.7. Determinação estrutural da substância S4
A substância S4 (24mg), isolada da fração M20I, apresentou-se como um sólido
branco, cristalizado com água e metanol, apresentando ponto de fusão a 189°C, sendo
identificada como sendo o poliol galactitol (Figura 47). A determinação estrutural da
substância S4 foi baseada nos espectros de RMN de 1H e 13C, DEPT 135, espectrometria de
massas e espectroscopia na região do infravermelho (Tabela 10 e Figuras 48-52).
Figura 47. Proposta estrutural para a substância S4 (Galactitol)
Tabela 10. Dados de RMN de 1H e 13C em D2O da substância S4 e comparação com dados já descritos para o Galactitol, segundo Parameswaran e colaboradores, 1996.
No espectro de RMN de 1H (Figura 48) foi possível observar vários sinais entre δ 3,51
e 3,75, sinais característicos de monossacarídeos. Já o espectro de RMN de 13C (Figura 49)
apresentou apenas três sinais em δ 63,1, 69,14 e 70,71, o que sugere uma molécula simétrica.
Comparando os dados obtidos de RMN de 13C com os dados apresentados por Parameswaran
e colaboradores, 1996 (Tabela 9), pode-se concluir que a substância isolada S4 consiste no
monossacarídeo galactitol. O galactitol apresenta fórmula molecular C6H14O6 e massa de
182,0790, que pode ser confirmado pelos espectros de massas de alta resolução obtidos via
IES (Figuras 51 e 52), os quais apresentaram:
- Em modo negativo: pico m/z 181,0741 que representa o íon [M-H]-, com erro de -11,5
ppm
- Em modo positivo: pico m/z 205,0672 que representa o íon [M+Na]+, com erro de 8,7
ppm.
Carbono δ 1H – 400 MHz δ 13C – 100 MHz Galactitol - δ 13C (D2O)
Parameswaran et al, 1996
1 a 3,73 (dd, J=2,5 e 11,9, 1H)
b 3,53 (dd, J=6,0 e 11,9, 1H) 63,1 63,2
2 3,63 (m, 1H) 69,1 69,1
3 3,66 (m, 1H) 70,7 70,8
HO
1
2(S) (R)
3
3(S)
2(R)
1
OH
OH
OH3
OH
OH
52 Resultados e Discussão
O espectro na região do infravermelho da substância S4 (Figura 50) também confirma
a proposta, pois apresenta uma banda larga e bem intensa entre 3650 e 3100 cm-1, sinal
característico de estiramento O–H, além de bandas de estiramento C–O em 1083 e 1022 cm-1.
O galactitol já foi descrito como um produto natural marinho isolado do extrato da
alga parda Padina tetrastromatic (PARAMESWARAN et al., 1996) . Esse poliol caracteriza-
se por ser um regulador osmótico orgânico, apresentando assim uma importante função
fisiológica (DAVIS; BURLAK; MONEY, 2000; REYES-CHILPA et al., 2003).
O acúmulo de solutos orgânicos como os polióis, açúcares, aminoácidos, etc, consiste
em uma estratégia do micro-organismo para adaptação ao estresse osmótico, circunstância
encontrada por exemplo no ambiente marinho (COSTA; SANTOS; GALINSKI, 1998). Como
no cultivo do fungo H. lixii foi mimetizado o ambiente marinho, utilizando água do mar para
dissolução dos meios de culruta, o isolamento deste metabólico pode ter uma estreita relação
com a salinidade do meio no qual o micro-organismo cresceu.
Figura 48. Espectro de RMN de 1H da substância S4, D2O, 400 MHz.
M20I4_Hidrog.esp
4.0 3.9 3.8 3.7 3.6 3.5 3.4 3.3 3.2Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.74
753.
7412
3.71
783.
7121
3.67
053.
6496
3.63
57
3.62
943.
6212
3.61
43
3.55
493.
5398
3.52
593.
5107
53 Resultados e Discussão
Figura 49. Espectro de RMN de 13C da substância S4, D2O, 100 MHz.
4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500
20
40
60
80
100
% T
rans
mita
nce
W avenum ber (cm -1)
M20I4
Figura 50. Espectro de absorção na região do Infravermelho, em KBr, da substância S4.
M20I4_Carbono.esp
84 82 80 78 76 74 72 70 68 66 64 62 60Chemical Shift (ppm)
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
70.7
074
69.1
362
63.1
426
54 Resultados e Discussão
Figura 51. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S4, obtido em modo negativo.
Figura 52. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S4, obtido em
modo positivo.
55 Resultados e Discussão
4.6.8. Isolamento das substâncias S5 e S6
Para o isolamento das substâncias S5 e S6 foi utilizando o sistema CLAE em modo
semi-preparativo, a partir da fração M20F (Figura 53). Foram coletados cinco picos, porém
foi possível apenas a realização dos experimentos espectroscópicos para elucidação estrutural
utilizando as frações respectivas aos os picos 1, 2, 3 e 4.
Duas substâncias isoladas desta fração já haviam sido identificadas, a substância S1
(pico 1), isolada da fração G2 e a substância S2 (pico 4), isolada da fração E. Foi possível
então o isolamento e identificação de duas novas substâncias denominadas S5 e S6, pico 2 e 3
respectivamente.
Figura 53. Cromatograma da Fração M20F obtido em escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 5 – 20% de Acetonitrila em Água (10 minutos), 30-50% Acetonitrila em água (30 minutos) e 50-100% Acetonitrila em água (10 minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 4ml/minuto. Detecção em 210 nm.
4.6.9. Determinação estrutural da substância S5
A substância S5 (2,3mg), foi identificada como 4-(Hidroximetil)-7-metoxi-6-metil-
1(3H)-isobenzofuranona, também conhecida como convolvulol (Figura 54), e apresentou-se
como um sólido branco. A elucidação estrutural da substância S5 foi baseada nos espectros de
RMN de 1H, HMQC, HMBC e espectrometria de massas (Tabela 11 e Figuras 56-60). Devido
à pequena quantidade de massa obtida, não foi possível realizar os experimentos para
determinação do ponto de fusão, nem para o espectro de absorção na região do infravermelho.
Pico 1 (S1)
Pico 2 (S5)
Pico 3 (S6)
Pico 4 (S2)
Pico 5
56 Resultados e Discussão
Figura 54. Proposta estrutural para a substância S5 (convolvulol).
Tabela 11. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S5.
* valores de δ de 13C foram obtidos indiretamente pelos mapas de contorno HMQC e HMBC
# Segundo YANG et al, 2011
No espectro de RMN de 1H (Figura 56) podemos verificar a presença de:
- um simpleto com deslocamento químico em δ 2,34, integrando para 3H, indicando a
presença de hidrogênios metílicos ligados a um anel aromático;
- um simpleto, um com deslocamento químico em δ 4,01 integrando para 3H,
indicando a presença de hidrogênios metoxílicos;
- dois simpletos com deslocamento químico em δ 4,66 e 5,38, ambos integrando para
2H, indicando a presença de hidrogênios de CH2 ligado a um oxigênio.
Carbono S5
δ 1H – 400 MHz (CDCl3)
S5 * δ 13C – 100 MHz
(CDCl3)
Literatura# δ 1H – 400 MHz
(acetona-d6)
Literatura# δ 13C – 100 MHz
(acetona-d6) 1 - 170,1 - 170,2
3 5,38 (s, 2H) 68,7 5,33 (s, 2H) 70,1
3a - 145,3 - 147,1
4 - 131,0 132,8
5 7,51 (s, 1H) 135,9 7,48 (s, 1H) 137,1
6 - 131,4 - 133,3
7 - 156,4 - 158,0
7a - 117,1 - 118,7
8 4,66 (s, 2H) 60,8 4,69 (s, 2H) 62,9
9 2,34 (s, 3H) 14,1 2,29 (s, 3H) 16,4
10 4,01 (s, 3H) 61,1 3,99 (s, 3H) 63,2
57 Resultados e Discussão
- um simpleto com deslocamento químico em δ7,51, integrando para 1H indicando a
presença de um hidrogênio ligado a um carbono aromático.
Devido a pouca massa obtida, não foi possível a observação dos sinais no espectro de
RMN de 13C, dessa forma, os dados de deslocamento químico dos átomos de carbono da
substância S5 foram atribuídos de forma indireta, pelos mapas de contorno HMQC (Figura
57), HMBC (Figuras 55 e 58) e COSY (Figura 59).
Figura 55. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S5.
A fórmula molecular da molécula proposta é C11H12O4 e massa teórica de 208,06736.
Essa estrutura pode ser confirmada pela análise por EM-IES em modo positivo (Figura 60),
onde é possível observar um pico em m/z 231,0633, correspondente a molécula cationizada
[M+Na]+, com erro de 2,2 ppm.
Dados da literatura mostram que o convolvulol (S5) já foi isolado de fungos do
gênero Phomopsis, inclusive de uma espécie marinha isolada do manguezal (TSANTRIZOS;
OGILVIE; WATSON, 1992; XIANG YANG et al., 2011). Além disso, tem-se relatado que a
substância apresenta uma interessante atividade herbicida (XIANG YANG et al., 2011).
58 Resultados e Discussão
Figura 56. Espectro de RMN de 1H da substância S5, CD3OD3, 600 MHz.
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
140
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 57. Mapa de contorno HMQC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz.
Barbara M2O2 F2.001.esp
8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5Chemical Shift (ppm)
0
0.01
0.02
0.03
0.04
0.05
0.06
0.07
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.173.012.102.221.03
Methanol
Methanol
7.51
12
5.38
48
4.66
18
4.00
90
2.33
62
59 Resultados e Discussão
12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 58. Mapa de contorno HMBC da substância S5, CD3OD3, 150-600 MHz.
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5F2 Chemical Shift (ppm)
1
2
3
4
5
6
7
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 59. Mapa de contorno COSY da substância S5, CD3OD3, 600 MHz.
60 Resultados e Discussão
Figura 60. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S5, obtido em modo positivo.
4.6.10. Determinação estrutural das substâncias S2 e S6
Para caracterizar estruturalmente a substância S2, foram realizados os experimentos de
RMN de 1H, HMQC, HMBC e espectrometria de massas (Figuras 62 a 65).
No espectro de RMN de 1H, foi possível observar a presença de:
- hidrogênios ligados a carbonos aromáticos (δ 7,62; δ 7,22; δ 6,41 e δ6,31);
- hidrogênios pertencentes a grupos metoxilícos (δ 4,52 e δ 3,82);
- um hidrogênio metílico (δ 2,47).
Já na caracterização estrutural da substância S6, foram realizados os experimentos de
RMN de 1H, HMQC, HMBC, COSY e espectrometria de massas (Figuras 66 a 71).
No espectro de RMN de 1H, foi possível observar a presença de:
- hidrogênios ligados a carbonos aromáticos (δ 6,45 e δ6,29);
- hidrogênios desblindados, possivelmente pertencentes a grupos de CH2 ligado a um
oxigênio (δ 4,94; δ 4,74 e δ4,63)
- hidrogênios pertencentes a grupos metoxilícos (δ 4,02; δ 3,85 e δ3,60);
- hidrogênios metílicos (δ 2,35 e δ2,33).
Os sinais encontrados no espectro de RMN de 1H, HMQS e HMBC de ambas as
substâncias isoladas (S2 e S6) apontam uma similaridade estrutural com os demais
metabólitos isolados do fungo H. lixxi apresentados neste trabalho, porém não foi possível a
61 Resultados e Discussão
conclusão da elucidação estrutural das substâncias S1 e S6. Para tanto, seria necessário a
realização de outros experimentos, porém as amostras foram isoladas em quantidades muito
pequenas, o que dificulta a conclusão da elucidação estrutural.
M20E5_HIDROGENIO.ESP
6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.053.171.961.031.00
Methanol6.46
346.
4589
6.29
466.
2901
4.87
00
4.52
54
3.83
43
2.47
76
Figura 61. Espectro de RMN de 1H da substância S2, CD3OD3, 600 MHz
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
140
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 62. Mapa de contorno HMQC da substância S2, CDCl3, CD3OD3, 600 MHz.
62 Resultados e Discussão
7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 63. Mapa de contorno HMBC da substância S2, CDCl3, CD3OD3, 600 MHz.
Figura 64. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S2, obtido em modo positivo.
63 Resultados e Discussão
Figura 65. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S2, obtido em modo negativo.
S6_HIDROGêNIO.001.ESP
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0Chemical Shift (ppm)
0
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0.45
Nor
mal
ized
Inte
nsity
2.933.871.912.843.632.842.551.591.001.180.991.24
MethanolMethanol
7.62
00
7.18
73
6.41
596.
3175
6.31
39
5.09
705.
0945
5.07
624.
9869
4.95
094.
9295
4.78
224.
7602
4.73
824.
6288
4.60
62
4.01
823.
8544
3.60
50
3.36
853.
3147
2.34
782.
3240
Figura 66. Espectro de RMN de 1H da substância S6, CD3OD3, 600 MHz.
64 Resultados e Discussão
8.5 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
140
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 67. Mapa de contorno HMQC da substância S6, CDCl3, CD3OD3, 600 MHz.
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 68. Mapa de contorno HMBC da substância S6, CDCl3, CD3OD3, 600 MHz.
65 Resultados e Discussão
8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5F2 Chemical Shift (ppm)
1
2
3
4
5
6
7
8
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
Figura 69. Mapa de contorno COSY da substância S6, CDCl3, CD3OD3, 600 MHz.
Figura 70. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S6, obtido em
modo positivo.
66 Resultados e Discussão
Figura 71. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S6, obtido em modo negativo
4.6.11. Avaliação da atividade antitumoral do extrato e frações
Como observado na triagem biológica dos extratos cultivados em escala piloto, o
extrato bruto da linhagem M20 cultivado em arroz apresentou atividade citotóxica frente
células tumorais da linhagem HCT-116. A fim de avaliar o real potencial antitumoral desse
extrato, foram realizados ensaios de citotoxicidade frente outras linhagens tumorais e frente
células sadias. Também foram realizados ensaios com as frações desse extrato cultivado em
escala ampliada e obtidas após fracionamento via CLV. Essa avaliação da citotoxicidade das
frações do extrato tem como objetivo encontrar uma fração ainda mais ativa que o extrato,
buscando com isso a possibilidade de isolamento de um metabólito ativo.
Nesta etapa do estudo, foram realizados experimentos para determinação da CI50
(concentração da amostra que inibe 50% do crescimento celular), com as seguintes linhagens
celulares: HCT-116 (câncer de cólon humano), HL-60 (leucemia), OVCAR-8 (câncer de
ovário), SF-295 (gliobastoma), PC-3M (câncer de próstata) e MRC-5 (célula normal de
pulmão). A Tabela 12 a seguir traz o resultado obtido com esses experimentos.
67 Resultados e Discussão
Tabela 12. Resultados dos ensaios de citotoxicidade frente diferentes células tumorais e células sadias, realizados com o extrato bruto e frações do fungo H. lixii .
Amostra CI50 (µg/mL)
HL-60 HCT-116 OVCAR-8 SF-295 PC-3M MRC-5
Extrato M20A 9,25 13,43 16,07 6,04 20,08 18,74
Fração M20D N.T. 36,73 N.T. N.T. > 50 > 50
Fração M20E N.T. 47,84 N.T. N.T. > 50 > 50
Fração M20F N.T. 2,72 N.T. N.T. > 50 > 50
Fração M20G N.T. 10,62 N.T. N.T. 16,76 > 50
Fração M20H N.T. 2,79 N.T. N.T. 11,93 > 50
N.T. = Não testado
As linhagens HL-50, OVCAR-8 e SF-295 não foram testadas frente às frações devido
a problemas de contaminação das linhagens. Com o resultado obtido pode-se verificar que o
extrato bruto M20A apresenta potencial citotóxico frente a todas as linhagens analisadas,
inclusive linhagem de células normais. Porém, quando analisamos as frações verificamos que
estas apresentaram ação citotóxica seletiva para as células de linhagens tumorais, uma vez que
todas as frações testadas apresentaram uma citotoxicidade relevante frente à linhagem tumoral
HCT-116, porém não frente à linhagem de células normais MRC-5.
Dentre as frações analisadas, destacam-se as frações M20F e M20H, as quais
apresentaram os menores valores de IC50 para os ensaios de citotoxicidade com linhagens
tumorais. A ideia inicial do trabalho seria realizar os mesmos ensaios para as substâncias
isoladas, porém devido às pequenas quantidades de substâncias isoladas, os experimentos
com as mesmas foram inviáveis. Mesmo assim, os resultados da avaliação da atividade
antitumoral do extrato e frações do fungo endofítico H. lixii sinalizam para uma promissora
atividade biológica das substâncias isoladas, já que nas essas substâncias foram isoladas das
frações que apresentaram atividade citotóxica seletiva para células tumorais.
4.6.12. Avaliação da atividade biológica das substâncias S1 e S4
Após o isolamento e elucidação estrutural, foram realizados ensaios para avaliação da
atividade biológica das substâncias isoladas, porém foi possível realizar os experimentos
apenas com as substânciasS1 e S4, uma vez que estas foram obtidas em maiores quantidades.
Os seguintes ensaios foram executados: atividade antibacteriana (frente S. aureus e E. coli),
antifúngica (frente Candida albicans, Candida tropicalis, Candida krusei, Candida
parapsilosis, Candida glabrata e Cladosporium cladosporioides), anticolinesterásica e
68 Resultados e Discussão
antitumoral (frente linhagem HCT-11), porém não houve resultado favorável em nenhum dos
ensaios realizados.
Apesar das análises de atividade biológica com as substâncias S1 e S4 não apresentarem
resultado favorável, este trabalho abriu portas para que haja continuidade do mesmo dentro do
grupo, isolando-se maior quantidade dos demais metabólitos a fim de prosseguir com as
avaliações de atividade biológica.
4.7. Estudo químico do fungo Eutypella sp (linhagem M23 – escala ampliada)
4.7.1. Isolamento da substância S7
A substância S4 foi isolada a partir da fração M23B, após realização de CCDP,
seguida de CLAE-DAD em escala semi-preparativa. Após a CCDP foi possível a separação
três manchas (Figura 61). A mancha 3 (fração M23B3) foi submetida a separação via CLAE
semi-preparativa (Figura 62), resultando no isolamento da substância S7.
Figura 72. CCDP da fração M23B, com destaque para a mancha 3 (placa de sílica gel, fase móvel uma mistura de hexano e acetato de etila na proporção (7:3) e revelação com UV 254 nm).
Mancha 3 (M23B3)
69 Resultados e Discussão
Figura 73. Cromatograma da Fração M23B3 escala semi-preparativa. Fase Móvel gradiente exploratório: 70 – 100% de Acetonitrila em Água (25 minutos). Coluna semi-preparativa Supelcosil LC-18 (25cm x 10mm x 5µm). Vazão 5ml/minuto. Detecção em 195 nm.
4.7.2. Determinação estrutural da substância S7
A substância S7 (5,3mg) apresentou-se como um sólido cristalino incolor e αD -2,76
(metanol, Concentração = 1%). A elucidação estrutural da substância S7 foi baseada nos
espectros de RMN de 1H, 13C, DEPT 135, HMQC, HMBC e espectrometria de massas
(Tabela 13 e Figuras 65-52). Comparando os dados espectrais obtidos com a literatura, a
substância S7 foi identificada como a R-5-metilmeleina. (Figura 63).
Figura 74. Proposta estrutural para a substância S7 (R-5-metilmeleina)
S7
70 Resultados e Discussão
Tabela 13. Dados de RMN de 1H e 13C em CDCl3 da substância S7.
* Segundo BI et al, 2007
No espectro de RMN de 1H (Figura 65) podemos verificar a presença de:
- um dupleto com deslocamento químico em δ 1,56,com J 6,3 e integrando para 3H,
indicando a presença de hidrogênios metílicos que acoplam com outro átomo de hidrogênio;
- um simpleto, um com deslocamento químico em δ 2,20, integrando para 3H,
indicando a presença de um grupo metila ligado a um anel aromático;
- dois duplos dupletos, com deslocamento químico em δ 2,74 e 2,95, ambos
integrando para 1H, sugerindo a presença de hidrogênios magneticamente diferentes ligados a
um mesmo carbono;
- um multipleto com deslocamento químico em δ 4,69, integrando para 1H, sugerindo
a presença de um hidrogênio de um carbono terciário;
- dois dupletos, com deslocamento químico em δ 6,83 e 7,29, integrando para 1H e
acoplando entre si com J 8,3, indicando a presença de dois hidrogênios aromáticos com
acoplamento orto.
No espectro de RMN de 13C (Figura 66) foi possível observar sinais entre δ 108 e
160, indicando a presença de carbonos aromáticos. Pode-se também confirmar a presença de
dois grupos metílicos por meio dos sinais com deslocamento químico δ 18,1 e 20,9. O sinal
em δ 170,3 sugere a presença de um grupo carboxílico. A confirmação da estrutura se deu
C S7
δ 1H – 400 MHz (CDCl3)
S7 δ 13C – 100 MHz
(CDCl3)
Literatura* δ 1H – 500 MHz
(CDCl3)
Literatura* δ 13C – 100 MHz
(CDCl3) 1 - 170,3 - 169,2
3 4,69 (m, 1H) 31,9 4,68 (m, 1H) 29,6
4 a 2,95 (dd, J 3,3; 16,6,1H)
b 2,74 (dd, J 11,6; 16,6, 1H) 75,4
2,95 (dd, J 3,7; 16,5, 1H) 2,80 (dd, J 10,7; 16,5, 1H)
77,8
4a - 137,0 - 134,6
5 - 124,9 - 126,2
6 7,29 (d, J 8,3, 1H) 137,9 7,21 (d, J 8,6, 1H) 140,6
7 6,83 (d, J 8,3, 1H) 115,7 6,75 (d, J 8,6, 1H) 112,8
8 - 160,5 - 154,4
8a - 108,1 - 106,4
9 1,56 (d, J 6,3, 3H) 20,9 1,56 (d, J6,5, 3H) 20,8
10 2,20 (s, 3H) 18,1 2,18 (s, 3H) 19,7
8-OH 11,00 (s, 1H) - 10,97 (sl,1H) -
71 Resultados e Discussão
pelos espectros de DEPT (Figura 67), RMN bidimensionais HSQC (Figura 68), HMQC
(Figuras 64 e 69) e COSY (Figuras 70).
Figura 75. Correlações observadas no mapa de contorno HMBC para a substância S7.
A fórmula molecular da molécula proposta é C11H12O3 e massa teórica de 192,0786.
Essa estrutura pode ser confirmada pela análise por EM-IES em modo positivo (Figura 71),
onde é possível observar um pico em m/z 215,0660, correspondente ao aduto [M+Na]+, com
erro de 8,8 ppm.
Foi atribuído ao carbono quiral (C3) a configuração R, uma vez que a substância S7
apresentou αD -2,76 (metanol, Concentração = 1%), e dados da literatura mostram que o
estereoisômero R-5-metilmeleina apresenta rotação específica negativa (CAMBIE et al.,
1991; OKUNO et al., 1986).
A 5-metilmeleina já foi encontrada em diversas espécies de fungos, como
Cephalosporium sp (BI et al., 2007), Cytospora eucalypticola (KOKUBUN et al., 2003),
Phomopsis sp (DAI et al., 2005; HUSSAIN et al., 2011; LIN et al., 2011), Valsa
ceratosperma (OKUNO et al., 1986), Xylaria sp (RUKACHAISIRIKUL et al., 2013),
inclusive de fungos marinhos isolados da alga verde Codium fragile (EL-BEIH et al., 2007), e
de fungos endofíticos marinhos isolados de Kandelia candel (espécie de planta que habita
manguezais) (CHEN et al., 2006). Além disso, na literatura há relatos que a 5-metilmeleina
apresenta uma moderada atividade antimicrobiana (DAI et al., 2005).
72 Resultados e Discussão
Figura 76. Espectro de RMN de 1H da substância S7, CDCl3, 400 MHz.
Figura 77. Espectro de RMN de 13C da substância S7, CDCl3, 100 MHz.
M23_B31.001.esp
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0Chemical Shift (ppm)
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
3.403.081.181.141.151.001.000.93
11.0
028
7.30
307.
2822
6.83
836.
8162
4.71
824.
7100
4.70
244.
6942
4.68
984.
6810
4.67
402.
9731
2.96
492.
9314
2.92
322.
7603
2.73
132.
7187
2.69
032.
1984
1.56
451.
5487
0.00
820.
0000
M23_B31.015.esp
160 140 120 100 80 60 40 20 0Chemical Shift (ppm)
0.05
0.10
0.15
Nor
mal
ized
Inte
nsity
170.
3449
160.
5253
137.
9402
137.
0455
124.
8983
115.
7188
108.
1031
77.3
350
77.2
186
77.0
149
76.7
021
75.4
292
31.9
392
20.9
412
18.1
045
0.00
00
73 Resultados e Discussão
Figura 78. Experimento DEPT 135 da substância S7, CDCl3, 100 MHz.
Figura 79. Mapa de contorno HMQC da substância S7, CDCl3, 100-400 MHz.
M23_B31.016.esp
170 160 150 140 130 120 110 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0Chemical Shift (ppm)
-0.5
0
0.5
1.0
Nor
mal
ized
Inte
nsity
137.
9463
115.
7321
75.4
353
31.9
453
20.9
474
18.1
106
7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 3.5 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0F2 Chemical Shift (ppm)
0
20
40
60
80
100
120
140
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
74 Resultados e Discussão
Figura 80. Mapa de contorno HMBC da substância S7, CDCl3, 100-400 MHz.
Figura 81. Mapa de contorno COSY da substância S7, CDCl3, 400 MHz.
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1F2 Chemical Shift (ppm)
2
4
6
8
10
F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1F2 Chemical Shift (ppm)
0
50
100
150 F1
Che
mic
al S
hift
(ppm
)
75 Resultados e Discussão
Figura 82. Espectro de massas de alta resolução (EM-ESI), da substância S7, obtido em modo positivo.
76
Conclusão
77 Conclusão
Conclusão
O estudo químico do fungo endofítico marinho Hypocrea lixii mostrou-se promissor
na busca de novas estruturas químicas, visto que foram isoladas e identificadas duas
substâncias inéditas como produtos naturais, o ácido 3-hidroxi-5-metoxi-6-metil-1,3-diidro-
isobenzofurano-4-carboxílico e o 3,7-dimetoxi-6-metil-1-oxo-1,3-diidro-isobenzofurano-4-
carbaldeído.
Além desses produtos naturais inéditos também foram isolados o galactitol, um poliol
com possível função de regulador osmótico, e o convolvulol, uma substância com relatos de
atividade herbicida. A partir das frações de baixa polaridade, foram identificadas 13
substâncias: hidrocarbonetos; ácidos graxos, inclusive insaturados, aldeídos, aldeídos α,β-
insaturados e esteroide.
Na triagem biológica, o extrato bruto do fungo Hypocrea lixii apresentou potencial
atividade citotóxica frente à linhagem tumoral HTC-116. Além disso, as frações M20D,
M20E, M20F, M20G e M20H, apresentaram atividade citotóxica seletiva para células de
linhagens tumorais, sendo que as frações M20F e M20H foram as frações mais potentes na
atividade citotóxica, uma vez que apresentaram os valores mais baixos de IC50. Os
metabólitos S5 e S6 foram isolados da fração M20F, e podem assim apresentarem atividade
citotóxica relevante, porém como foram obtidos em pequenas quantidades não foi possível
realizar os ensaios para avaliação da atividade antitumoral. Para trabalhos futuros do grupo de
pesquisa, uma alternativa seria a obtenção de maiores quantidades da fração M20F e M20H
para o isolamento de dos metabólitos existentes nessas frações e a avaliação da atividade
citotóxica das mesmas.
A substância S1 (ácido 3-hidroxi-5-metoxi-6-metil-1,3-diidro-isobenzofurano-4-
carboxílico) e a S4 (galactitol), obtidos em maiores quantidades, além da avaliação da
atividade antitumoral, também foram realizados ensaios para a verificação da atividade
antimicrobiana, antifúngica, anticolinesterásica, porém sem nenhum resultado positivo.
Já no estudo da linhagem M23, Eutypella sp, foi possível o isolamento da substância
S7, a R-5-metilmeleina, um metabólito já encontrado em diversas espécies fungos, inclusive
em fungos marinhos. Para a substância R-5-metilmeleina já foi descrita atividade
antimicrobiana.
Dessa forma, o estudo químico e biológico de fungos endofíticos marinhos associados
à alga vermelha Bostrychia radicans, em especial a linhagem Hypocrea lixii, consiste em uma
alternativa promissora na busca de novas estruturas químicas e de produtos naturais com
78 Conclusão
atividade biológica antitumoral. Além disso, o presente trabalho disponibiliza ao grupo do
LQOAM uma outra opção de pesquisa, ou seja, o estudo mais aprofundado da atividade
antitumoral das frações M20F e M20H do extrato do fungo Hypocrea lixii.
79
Referências Bibliográficas
80 Referências bibliográficas
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