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https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10494
Full metadata record
DC Field | Value | Language |
---|---|---|
dc.creator | Rodrigues, Rafael de Souza | - |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/3209830849376055 | eng |
dc.contributor.advisor1 | Souza, Afonso Duarte Leão de | - |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/5784405197320526 | eng |
dc.contributor.advisor-co1 | Souza, Antônia Queiroz de Lima | - |
dc.contributor.referee1 | Santos, Alberdan Silva | - |
dc.contributor.referee2 | Silva, Gilvan Ferreira da | - |
dc.contributor.referee3 | Takahashi, Jacqueline Aparecida | - |
dc.contributor.referee4 | Marinho, Patricia Santana Barbosa | - |
dc.date.available | 2999-12-31 | - |
dc.date.issued | 2024-06-24 | - |
dc.identifier.citation | RODRIGUES, Rafael de Souza. Investigação biológica e química de actinobactérias da Amazônia isoladas no campus da UFAM da rizosfera de Inga edulis. 2024. 216 f. Tese (Doutorado em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal) - Universidade Federal do Amazonas, Manaus (AM), 2024. | eng |
dc.identifier.uri | https://tede.ufam.edu.br/handle/tede/10494 | - |
dc.description.resumo | As actinobactérias são reconhecidas como prolíficas produtoras de produtos naturais (PN) de interesse biotecnológico. Esses microrganismos cosmopolitas são as principais fontes de antimicrobianos e, nas primeiras décadas do século XXI, surgem como possíveis novas fontes de PN não antimicrobianos de interesses medicinais e agroindustriais. As prospecções destas nos mais diversos ecossistemas vêm apresentando novas espécies que se destacam em triagens com atividades, a saber: antimicrobiana, anticâncer, larvicida e antiparasitária entre outras. Neste contexto, o desenvolvimento desta Tese de doutorado teve como objetivo geral: isolar actinobactérias da rizosfera de Inga edulis Martius – (Mart.), uma leguminosa endêmica na região Amazônica e presente no campus da Universidade Federal do Amazonas (UFAM); e avaliar seu potencial biotecnológico frente a um espectro de ensaios biológicos, tais como: antifúngico, anticâncer, antimalárico e larvicida. Como também, realizar mineração genômica de “Biosynthetic Gene Clusters” (BGCs) relacionados com à síntese de PN e identificar substâncias químicas relacionadas com as atividades biológicas. Esta Tese está dividida em três capítulos: No Capitulo 1 apresentamos uma revisão publicada no periódico “Antonie van Leeuwenhoek (Springer Nature)”. Nela descrevemos o potencial biotecnológico dos actinomicetos no século XXI, começando pelas atividades antimicrobianas e terminando com o potencial remediador de substâncias nocivas ao meio ambiente. No Capítulo 2 apresentamos um total de 64 isolados de actinobactérias da rizosfera de três pés de I. edulis e uma triagem, utilizando o método de culturas pareadas, com 20 linhagens selecionadas que são capazes de atenuar os crescimentos miceliais dos seguintes fitopatógenos: Colletotrichum sp. (ISO01), C. guaranicola (P01), Pestalotiopsis sp. (3002R2), Conynespora cassiicola (Iso079) e Sclerotium coffeicola (M01). As análises moleculares do gene rRNA 16S das 20 linhagens as classificam em dois gêneros: Streptomyces (90%) e Kitasatospora (10%). Dentre estas, foram selecionadas duas linhagens para produção de extratos, frações e ensaios bioguiados de antibiose fúngica: Streptomyces sp. (LaBMicrA B270) não apresentou antibiose para S. coffeicola (M01) e Streptomyces sp. (LaBMicrA B280) foi eficiente contra todos os fitopatógenos. Os melhores resultados foram obtidos com a fração do meio liquido AcOEt/2-propanol 9:1. LabMicrA B270 apresentou atividade fungicida com a fração AcOEt/2-propanol 9:1 com dosagem mínima de 250 µg/mL contra os quatro fitopatógenos. LabMicrA B280 apresentou atividade fungicida com a fração AcOEt/2-propanol 9:1 com dosagem mínima de 250 µg/mL para S. coffeicola e 125 µg/mL para os demais fitopatógenos. Estes resultados comprovam que as duas linhagens detêm potencial para serem usadas como agentes de biocontrole, bem como também fontes de substâncias com atividades fungicidas. No capítulo 3, apresentamos um estudo biológico e químico dos extratos produzidos pela linhagem LabMicrA B280. As análises morfológicas por microscopia eletrônica de varredura mostram que essa linhagem apresenta ornamentações pseudomiceliais semelhantes às espécies do gênero Streptomyces. Na análise filogenômica, seu valor de hibridização digital entre DNAs (dDDH) é < 70%, 63, 6 % o que a define como uma nova espécie do gênero Streptomyces e a análise de seu perfil químico por APCI/MS evidencia íons sem equivalência nos bancos de dados de PN. O genoma de LabMicrA B280 apresenta 8.2 Mb, distribuídos em 96 contigs, com conteúdo de G+C de 72%, N50 de 229434 e as ocorrências de 314 subsistemas, com 24 categorias de genes. As análises de mineração genômica resultaram em sete anotações de BGCs que apresentam 100% de similaridade de um total de 39 BGCs. Dentre estes, destaca-se o BGC relacionado com a síntese da pentamicina, um antifúngico que também foi isolado da fração ME/AP/RF3 de LabMicrA B280. Os melhores resultados nos ensaios biológicos foram observados para esta fração com: 125 µg/mL de dosagem mínima contra S. coffeicola (M01) e 62 µg/mL contra os demais fitopatógenos; 50 µg/mL de dosagem mínima para 91,45 % ± 0,55 de citotoxidade contra células cancerígenas do epitelioma de laringe humano (HEp-2), sem efeito citotóxico contra as células saudáveis; atividades antiplasmódicas com dosagens mínimas de 50 µg/mL contra as linhagens W2 e 3D7 de Plasmodium falciparum com efeito de mortalidades de 91,3 % ± 0,03 e 61,0 % ± 0,18; e 250 µg/mL de dosagem larvicida para alcançar 100% de mortalidade contra o Aedes egypti. Desta fração foi ainda isolada a substância pentamicina, potente fungicida usado no tratamento da candidíase vulvovaginal. O espectro biotecnológico da nova espécie LabMicrA B280 mostra que a Amazonia abriga actinobactérias com um grande potencial biotecnológico. Neste trabalho inédito que investigou as atividades biológicas de actinobactérias isoladas da rizosfera de I. edules, são apresentados resultados promissores para controle de fitopragas, controle biológicos do A. egypti e P. falciparum, metabólitos secundários com importantes atividades medicinais (anticâncer e antifúngico). | eng |
dc.description.abstract | Actinobacteria are recognized as prolific producers of natural products (NPs) of biotechnological interest. These cosmopolitan microorganisms are the main sources of antimicrobials and, in the first decades of the 21st century, they have emerged as possible new sources of non-antimicrobial NPs of medicinal and agroindustrial interest. Prospecting for these microorganisms in the most diverse ecosystems has revealed new species that stand out in screenings with activities, namely: antimicrobial, anticancer, larvicidal and antiparasitic, among others. In this context, the development of this doctoral thesis had the general objective of isolating actinobacteria from the rhizosphere of Inga edulis Martius – (Mart.), a legume endemic to the Amazon region and present on the campus of the Federal University of Amazonas (UFAM); and evaluating their biotechnological potential in a spectrum of biological assays, such as: antifungal, anticancer, antimalarial and larvicidal. We also aim to perform genome mining of “Biosynthetic Gene Clusters” (BGCs) related to PN synthesis and identify chemical substances related to biological activities. This thesis is divided into three chapters: In Chapter 1, we present a review published in the journal “Antonie van Leeuwenhoek (Springer Nature)”. In it, we describe the biotechnological potential of actinomycetes in the 21st century, starting with their antimicrobial activities and ending with their potential to remediate substances harmful to the environment. In Chapter 2, we present a total of 64 isolates of actinobacteria from the rhizosphere of three I. edulis Mat. plants and a screening, using the paired culture method, with 20 selected strains that are capable of attenuating the mycelial growth of the following phytopathogens: Colletotrichum sp. (ISO01), C. guaranicola (P01), Pestalotiopsissp. (3002R2), Conynespora cassiicola (Iso079) and Sclerotium coffeicola (M01). Molecular analyses of the 16S rRNA gene of the 20 strains classified them into two genera: Streptomyces (90%) and Kitasatospora (10%). Among these, two strains were selected for the production of extracts, fractions and bioguided fungal antibiosis assays: Streptomyces sp. (LaBMicrA B270) did not show antibiosis for S. coffeicola (M01) and Streptomyces sp. (LaBMicrA B280) was efficient against all phytopathogens. The best results were obtained with the liquid medium fraction AcOEt/2-propanol 9:1. LabMicrA B270 showed fungicidal activity with the EtOAc/2-propanol 9:1 fraction at a minimum dosage of 250 µg/mL against the four phytopathogens. LabMicrA B280 showed fungicidal activity with the EtOAc/2-propanol 9:1 fraction at a minimum dosage of 250 µg/mL for S. coffeicola and 125 µg/mL for the other phytopathogens. These results prove that both strains have potential to be used as biocontrol agents, as well as sources of substances with fungicidal activity. In chapter 3, we present a biological and chemical study of the extracts produced by the LabMicrA B280 strain. Morphological analyses by scanning electron microscopy show that this strain presents pseudomycelial ornamentations similar to species of the genus Streptomyces. In the phylogenomic analysis, its digital hybridization value between DNAs (dDDH) is <70%, 63.6%, which defines it as a new species of the genus Streptomyces, and the analysis of its chemical profile by APCI/MS shows ions without equivalence in the PN databases. The genome of LabMicrA B280 has 8.2 Mb, distributed in 96 contigs, with a G+C content of 72%, N50 of 229,434, and occurrences of 314 subsystems, with 24 gene categories. The genomic mining analyses resulted in seven BGC annotations that present 100% similarity out of a total of 39 BGCs. Among these, the BGC related to the synthesis of pentamycin, an antifungal that was also isolated from the ME/AP/RF3 fraction of LabMicrA B280, stands out. The best results in the biological assays were observed for this fraction with: 125 µg/mL minimum dosage against S. coffeicola (M01) and 62 µg/mL against the other phytopathogens; 50 µg/mL minimum dosage for 91.45% ± 0.55 cytotoxicity against human laryngeal epithelioma (HEp-2) cancer cells, with no cytotoxic effect against healthy cells; antiplasmodial activities with minimum dosages of 50 µg/mL against the W2 and 3D7 strains of Plasmodium falciparum with mortality effects of 91.3% ± 0.03 and 61.0% ± 0.18; and 250 µg/mL larvicidal dosage to achieve 100% mortality against Aedes egypti. From this fraction, the substance pentamycin, a potent fungicide used in the treatment of vulvovaginal candidiasis, was also isolated. The biotechnological spectrum of the new species LabMicrA B280 shows that the Amazon is home to actinobacteria with great biotechnological potential. This unprecedented work investigated the biological activities of actinobacteria isolated from the rhizosphere of I. edules, and presented promising results for the control of phytopests, biological control of A. egypti and P. falciparum, and secondary metabolites with important medicinal activities (anticancer and antifungal). | eng |
dc.description.sponsorship | FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas | eng |
dc.format | application/pdf | * |
dc.thumbnail.url | https://tede.ufam.edu.br/retrieve/79197/ITEM%20INDISPON%c3%8dVEL%20-%20Solicite%20c%c3%b3pia.pdf.jpg | * |
dc.language | por | eng |
dc.publisher | Universidade Federal do Amazonas | eng |
dc.publisher.department | Instituto de Ciências Biológicas | eng |
dc.publisher.country | Brasil | eng |
dc.publisher.initials | UFAM | eng |
dc.publisher.program | Programa de Pós-graduação em Biodiversidade e Biotecnologia da Amazônia Legal - BIONORTE | eng |
dc.rights | Acesso Embargado | - |
dc.rights.uri | https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | pt_BR |
dc.subject | Plantas - Efeito dos fungicidas | por |
dc.subject.cnpq | CIENCIAS BIOLOGICAS | eng |
dc.title | Investigação biológica e química de actinobactérias da Amazônia isoladas no campus da UFAM da rizosfera de Inga edulis | eng |
dc.type | Tese | eng |
dc.subject.user | Potencial biotecnológico | por |
dc.subject.user | Actinobactérias | por |
dc.subject.user | Identificação molecular | por |
dc.subject.user | Mineração genômica | por |
dc.subject.user | Atividades biológicas | por |
Appears in Collections: | Doutorado BIONORTE |
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