Biotransformations on organic selenides and tellurides: synthetic applications

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Chemoselective screening for the reduction of a chiral functionalised (+/-)-2-(phenylthio)cyclohexanone by whole cells of Brazilian micro-organisms

The use of whole cells of micro-organisms to bring about the biotransformation of an organic compound offers a number of advantages, but problems caused by enzymatic Promiscuity may be encountered upon With Substrates hearing more than one functional group. A one-pot screening method, in which whole fungal cells were incubated with a Mixture of 4-rnethylcyclohexanone I and phenyl methyl Sulfide 2, has been employed to determine the chemoselectivity of various biocatalysts. The hyphomycetes, Aspergillus terreus CCT 3320 and A. terreus URM 3571, catalysed the oxidation of 2 accompanied by the reduction of I to 4-methylcyclohexanol 1a and, for strain A. terreus CCT 3320, the Baeyer-Villiger oxidation of 1. The Basidomycetes, Trametes versicolor CCB 202, Pycnoporus sanguineus CCB 501 and Trichaptum byssogenum CCB 203, catalysed the oxidation of 2 and the reduction 1, but no Baeyer-Villiger reaction products were detected. In contrast. Trametes rigida CCB 285 catalysed the biotransformation of 1 to 1a, exclusively, in the absence of any detectable Sulfide oxidation reactions. The chemoselective reduction Of (+/-)-2-(phenylthio)cyclohexanone 3 by T. rigida CCB 285 afforded exclusively the (+)-cis-(1R,2S) and (+)-trans-(1S,2S) diastereoisomers of 2-(phenylthio)cyclohexan-1-ol 3a in moderate yields (13% and 27%, respectively) and high enantiomeric excesses (>98%). Chemoselective screening for the reduction of a ketone and/or the oxidation Of a Sulfide group in one pot by whole cells of micro-organisms represents an attractive technique with applications in the development of synthesis of complex molecule hearing different functional groups. (C) 2008 Published by Elsevier Ltd.

Metabolism of (-)-grandisin from Piper solmsianum in Coleoptera and Lepidoptera species

The biotransformation of the major Piper solmsianum leaf phenylpropanoids, such as the tetrahydrofuran lignan grandisin and derivatives was investigated in the beetle Naupactus bipes as well as in the caterpillars Heraclides hectorides and Quadrus u-lucida. Analysis of fecal material indicated that metabolism occurred mainly through mono- and di-O-demethylation at para positions of 3,4,5-trimethoxyphenyl rings of tetrahydrofuran lignans during digestion by these insects. Additionally, 3-hydroxy-4,5-dimethoxycinnamyl and 3,4,5-trimethoxycinnamyl alcohols were identified in fecal extracts of N. bipes. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Antimicrobial Activity of Ethylenediaminedisuccinate Metal Complexes

It is shown that metal complexes of the biodegradable ligand ethylenediaminedisuccinic acid (edds) present antimicrobial activity towards fungi and bacteria. [Cd(edds)], in particular, is more toxic than free Cd2+ to Aspergillus niger, behaving as a `Trojan Horse` in the facilitated delivery of the toxic metal into the fungus.

Agrobacterium tumefasciens-mediated transformation of the aquatic fungus Blastocladiella emersonii

Agrobacterium tumefaciens is widely used for plant DNA transformation and more recently, has also been used to transform yeast, filamentous fungi and even human cells. Using this technique, we developed the first transformation protocol for the saprobic aquatic fungus Blastocladiella emersonii, a Blastocladiomycete localized at the base of fungal phylogenetic tree, which has been shown as a promising and interesting model of study of cellular function and differentiation. We constructed binary T-DNA vectors containing hygromycin phosphotransferase (hph) or enhanced green fluorescent protein (egfp) genes, under the control of Aspergillus nidulans trpC promoter and terminator sequences. 24 h of co-cultivation in induction medium (IM) agar plates, followed by transfer to PYG-agar plates containing cefotaxim to kill Agrobacterium tumefsciens and hygromycin to select transformants, resulted in growth and sporulation of resistant transformants. Genomic DNA from the pool o resistant zoospores were shown to contain T-DNA insertion as evidenced by PCR amplification of hph gene. Using a similar protocol we could also evidence the expression of enhanced green fluorescent protein (EGFP) in zoospores derived from transformed cells. This protocol can also open new perspectives for other non-transformable closely related fungi, like the Chytridiomycete class. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Chemical Composition and Antimicrobial Activity of the Essential Oil from Croton heterocalyx Baill. (Euphorbiaceae s.s.) Leaves

The chemical composition and the antimicrobial activity of the essential oil from Croton heterocalyx leaves were evaluated. The oil which was analyzed by GC and GUMS was found to contain germacrene D (12.5%), bicyclogermacrene (11.2%), delta-elemene (9.2%) beta-elemene (8.2%), spathulenol (6.9%), linalool (5.4%) and 1,8-cineole (3.7%) its major components. Croton. heterocalyx oil displayed a high inhibitory activity against the fungi Aspergillus niger (16404) and Candida albicans (ATCC 10231.) as well its the Gram-positive bacterium Staphylococcus aureus (ATCC 6538), hut a very weak activity was observed for the Gram-negative bacteria Escherichia coli (ATCC 8739) and Pseudomonas aeruginosa (ATCC 9027).

Triphenylmethane dyes, an alternative for mediated electronic transfer systems in glucose oxidase biofuel cells

The bioelectrochemical behavior of three triphenylmethane (TPM) dyes commonly used as pH indicators, and their application in mediated electron transfer systems for glucose oxidase bioanodes in biofuel cells was investigated. Bromophenol Blue, Bromothymol Blue, Bromocresol Green were compared bio-electrochemically against two widely used mediators, benzoquinone and ferrocene carboxy aldehyde. Biochemical studies were performed in terms of enzymatic oxidation, enzyme affinity, catalytic efficiency and co-factor regeneration. The different features of the TPM dyes as mediators are determined by the characteristics in the oxidation/reduction processes studied electrochemically. The reversibility of the oxidation/reduction processes was also established through the dependence of the voltammetric peaks with the sweep rates. All three dyes showed good performances compared to the FA and BQ when evaluated in a half enzymatic fuel cell. Potentiodynamic and power response experiments showed maxima power densities of 32.8 mu W cm(-2) for ferrocene carboxy aldehyde followed by similar values obtained for TPM dyes around 30 mu W cm(-2) using glucose and mediator concentrations of 10 mmol L(-1) and 1.0 mmol L(-1), respectively. Since no mediator consumption was observed during the bioelectrochemical process, and also good redox re-cycled processes were achieved, the use of triphenylmethane dyes is considered to be promising compared to other mediated systems used with glucose oxiclase bioanodes and/or biofuel cells. (C) 2011 Elsevier Inc. All rights reserved.

Isolation of Brazilian marine fungi capable of growing on DDD pesticide

The fungi Aspergillus sydowii Ce15, Aspergillus sydowii Ce19, Aspergillus sydowii Gc12, Bionectria sp. Ce5, Penicillium miczynskii Gc5, Penicillium raistrickii Ce16 and Trichoderma sp. Gc1, isolated from marine sponges Geodia corticostylifera and Chelonaplysylla erecta, were evaluated for their ability to grow in the presence of DDD pesticide. Increasing concentrations of DDD pesticide, i.e., 5.0 mg (1.56 x 10(-12) mmol), 10.0 mg (3.12 x 10(-2) mmol) and 15.0 mg (4.68 x 10(-2) mmol) in solid and liquid culture media were tested. The fungi Trichoderma sp. Gc1 and Penicillium miczynskii Gc5 were able to grow in the presence of up to 15.0 mg of DDD, suggesting their potential for biodegradation. A 100% degradation of DDD was attained in liquid culture medium when Trichoderma sp. Gc1 was previously cultivated for 5 days and supplemented with 5.0 mg of DDD in the presence of hydrogen peroxide. However, the quantitative analysis showed that DDD was accumulated on mycelium and biodegradation level reached a maximum value of 58% after 14 days.

Use of Experimental Design for the Optimization of the Production of New Secondary Metabolites by Two Penicillium Species

A fractional factorial design approach has been used to enhance secondary metabolite production by two Penicillium strains. The method was initially used to improve the production of bioactive extracts as a whole and subsequently to optimize the production of particular bioactive metabolites. Enhancements of over 500% in secondary metabolite production were observed for both P. oxalicum and P. citrinum. Two new alkaloids, citrinalins A (5) and B (6), were isolated and identified from P. citrinum cultures optimized for production of minor metabolites.

Bioreduction of alpha-chloroacetophenone by whole cells of marine fungi

The asymmetric reduction of 2-chloro-1-phenylethanone (1) by seven strains of marine fungi was evaluated and afforded (S)-(-)-2-chloro-1-phenylethanol with, in the best case, an enantiomeric excess of 50% and an isolated yield of 60%. The ability of marine fungi to catalyse the reduction was directly dependent on growth in artificial sea water-based medium containing a high concentration of Cl(-) (1.2 M). When fungi were grown in the absence of artificial sea water, no reduction of 1 by whole cells was observed. The biocatalytic reduction of 1 was more efficient at neutral rather than acidic pH values and in the absence of glucose as co-substrate.

Fungos anemófilos em Porto Alegre, RS.

O conhecimento dos fungos anemófilos em determinada cidade ou região é importante para o diagnóstico etiológico e o tratamento específico das manifestações alérgicas respiratórias. Várias técnicas quantitativas e qualitativas são preconizadas para coleta e identificação desses fungos na dependência do local estudado. Nesta pesquisa, sobre esporos de fungos do ar, foi utilizado o equipamento Rotorod Sampler®, que retira a amostra do ar através de um bastão de plástico preso a um motor elétrico que o faz girar rapidamente, sendo as partículas suspensas no ar recolhidas pelo bastão. As amostras foram coletadas uma vez por semana, durante 24 horas, correspondendo a um ciclo de coleta. Foram realizadas 52 coletas entre abril de 2000 e março de 2001. Os resultados mostraram prevalência de ascosporos (50,49%), Cladosporium (17,86%), Aspergillus/Penicillium (15,03%), basidiosporos (3,84%), rusts (3,82%), Helminthosporium (2,49%), Botrytis (1,22%), Alternaria (1,19%), smuts (0,90%), Curvularia (0,87%), Nigrospora (0,61%) e Fusarium (0,08%). Não foi possível identificar 1,59% dos esporos de fungos coletados no período. O maior número de esporos foi observado nos meses de verão e o menor, durante o outono. Utilizando provas in vivo e in vitro, avaliou-se a hipersensibilidade a fungos entre 39 pacientes atópicos sofrendo de rinite e ou asma brônquica. Os testes cutâneos identificaram sensibilização em 17,94% dos pacientes, enquanto as provas sorológicas caracterizaram presença de IgE específica em 12,82% dos casos avaliados. A detecção de significativo número de esporos de fungos no ar de Porto Alegre, com muitas espécies comprovadamente alergênicas, e os índices de sensibilização observados em indivíduos atópicos confirmam a importância do estudo dos fungos anemófilos nessa cidade, com vistas a aprimorar o diagnóstico e o manejo de pacientes com manifestações alérgicas respiratórias.

Fungos de pré e pós colheita e a qualidade de grãos de milho

O papel do milho na alimentação humana e animal é importante por causa da composição química e do valor nutritivo; por isso, é um dos cereais mais cultivados e consumidos no mundo. Uma das principais causas de danos à qualidade dos grãos é a infecção fúngica e a conseqüente contaminação por micotoxinas. Neste trabalho, foi identificado os efeitos do retardamento da colheita, do grau de umidade e do período de armazenamento dos grãos na ocorrência de fungos patogênicos e de grãos ardidos e a possível contaminação por micotoxinas na lavoura e durante o armazenamento, com o objetivo de caracterizar a influência dos fungos de pré e pós colheita na qualidade dos grãos de milho nas safras 98/99 e 99/00. A incidência de fungos patogênicos foi quantificada em 400 grãos e de grãos ardidos (GA), a percentagem de grãos com injúria mecânica visível (IMV) e de grãos normais (GN) em quatro repetições de 250 g de grãos. A contaminação por micotoxinas foi analisada por cromatografia de camada delgada e as características nutricionais foram analisadas por espectrometria de reflectância no infravermelho proximal. O retardamento da colheita gerou condições favoráveis para a elevação da incidência dos fungos das espécies Aspergillus spp., Cephalosporium spp., Fusarium graminearum e Penicillium spp. A incidência de GA se elevou enquanto os grãos apresentavam umidade acima de 20%. A incidência de Fusarium moniliforme foi reduzindo à medida que os grãos perdiam água. O percentual de grãos com IMV somados a incidência GA foi de 15,90% no silo de Lodi e de 15,78% na Cotrel. O retardamento de colheita influenciou na ocorrência de fungos, de GA e de micotoxinas na lavoura. As práticas de manejo das lavouras e a operação de colheita afetaram qualidade comercial dos grãos de milho e o armazenamento conservou as características nutricionais.

Avaliação micológica de rações comerciais para cães e gatos e potencial micotoxinogênico de espécies selecionadas

A eficácia dos meios ágar batata acidificado, ágar dicloram rosa de bengala e cloranfenicol e ágar dicloram glicerol 18% foi comparada para isolamento e quantificação de fungos a partir da análise de 54 amostras de rações comerciais secas para cães e gatos (34 para cães e 20 para gatos), produzidas por 9 empresas. A atividade de água das amostras foi quantificada, apresentando valores entre 0,45 e 0,82. Em 74% das amostras foi detectada a presença fúngica, onde, além de fungos com micélio estéril e leveduras, 23 gêneros de fungos foram identificados. As 40 amostras positivas apresentaram níveis de contaminação, com contagens variando entre 101 e 103 UFC/g. Não se verificou correlação entre atividade de água e contaminação fúngica e não se observou diferença significativa entre o número de colônias isoladas e os diferentes meios de cultivo utilizados. Apesar disto, o DG18 foi o meio que apresentou melhores resultados tanto na quantidade quanto na variedade de fungos isolados. Comparando-se os resultados obtidos com diferentes meios observa-se que os microrganismos isolados dependem dos meios de cultivo empregados. O gênero Aspergillus e a espécie Aspergillus niger foram os mais freqüentemente isolados. Isolados pertencentes a espécies potencialmente produtoras de aflatoxinas e ocratoxina A foram avaliados através do método de ágar plug-TLC. Vinte por cento dos A. flavus isolados produziram aflatoxina B1, todos os isolados de A. ochraceus produziram ocratoxina A e nenhum isolado de A. niger foi detectado como produtor de ocratoxina através do método de screening utilizado. A avaliação fúngica realizada com o emprego de 3 meios de cultura tornou claro que a detecção de fungos é dependente do meio de cultura utilizado. A Aw do alimento e do meio também devem ser consideradas para que as análises microbiológicas possam detectar ou valorar a micobiota que, efetivamente, está contaminando o alimento.

Estabelecimento de escores histopatológicos de lesão hepática e determinação dos valores normais das enzimas aspartato aminotrasferase e creatina quinase em frangos de corte.

A aflatoxicose é uma doença causada pela ingestão de aflatoxinas, as quais constituem um grupo de metabólitos altamente tóxicos e carcinogênicos, produzidos principalmente pelos fungos Aspergillus flavus e Aspergillus parasiticus. O mecanismo de ação das micotoxinas na célula animal ocorre na maioria das vezes, através de alterações dos processos metabólicos básicos e de alterações da função mitocondrial, da síntese protéica e de ácidos nucléicos, sendo este último um dos principais sítios de ação das aflatoxinas. A aflatoxicose pode se apresentar de duas formas. A forma aguda se caracteriza por desordem hepática, hemorragias e alta mortalidade; e a crônica, pela queda na produção, penas arrepiadas, paralisia imunossupressão e diarréia. Foram estudados 18 lotes de frangos de corte com 28 dias de idade, provenientes de seis produtores de nível bom produtivo, seis de nível médio e seis produtores de baixo nível de produção; totalizando 180 aves. As aves foram pesadas e sacrificadas, sendo coletadas amostras de fígados e de soros. Os fígados foram fixados em formalina a 10%, para análise histopatológica e congelados a -20°C para teste de ELISA. Das amostras de soro foram realizados testes de dosagem enzimática de aspartato aminotransferase (AST) e creatina quinase (CK) na tentativa de confirmar a lesão hepática. Os cortes histológicos de fígado foram analisados e escores de lesão estabelecidos para necrose e vacuolização dos hepatócitos, hiperplasia dos ductos biliares e infiltração periportal de células inflamatórias. Os escores de cada lesão foram comparados com os níveis de aflatoxina obtidos pelo teste de ELISA, com o peso das aves e com os valores de AST e CK. Além disso, foram comparados os níveis de aflatoxina com o peso dos frangos e com os valores enzimáticos. Por fim, estes valores de AST e CK foram relacionados com o peso dos frangos. Foi possível concluir que, nas condições estudadas, os escores de lesões hepáticas são inversamente proporcionais aos níveis de aflatoxina detectados nos fígados de frangos com 28 dias de idade. Observou-se também, que não há relação entre os valores de AST, em função dos níveis de lesão hepática e dos valores de aflatoxina detectados; e a dosagem de AST não se presta como teste preliminar para detecção de lesão hepática causada pela ingestão de aflatoxina em frangos de corte aos 28 dias de idade.

Estudo da influência de manejos pós-colheita na incidência de fungos e micotoxinas no arroz (Oryza sativa L.)

Cerca de 15% da safra de arroz é perdida anualmente, principalmente em práticas inadequadas de pós-colheita. Nesse contexto, a avaliação de técnicas de secagem e armazenamento é necessária em função das perdas quali e quantitativas de grãos, resultantes do desenvolvimento de fungos. O objetivo desse trabalho foi analisar a contaminação fúngica e por micotoxinas do arroz submetido aos sistemas de secagem intermitente e estacionário, com armazenamento em sacaria e em silo-secador, avaliando o comportamento das principais variáveis de influência no processo. O trabalho foi realizado entre os meses de maio de 2003 a maio de 2004. As amostras de arroz com casca foram coletadas a cada dois meses, em duplicatas. Foram, ainda, analisadas amostras de arroz branco polido e parboilizado de ambos sistemas. O número de colônias de bolores e leveduras foi determinado e a capacidade produtora de micotoxinas dos isolados do gênero Aspergillus foi investigada. A detecção de aflatoxinas, ocratoxina A, zearalenona e citrinina foi realizada por cromatografia em camada delgada. Os grãos secados no sistema estacionário apresentaram maior contagem de colônias fúngicas. Enquanto no sistema intermitente, a contaminação foi mais uniforme ao longo do armazenamento. Predominaram representantes do gênero Penicillium nos dois sistemas, principalmente P. commune e P. islandicum. Entre os isolados do gênero Aspergillus, destacou-se A. flavus. Foram encontrados 7 (13, 20%) isolados de A.flavus produtores de aflatoxina B1, mas não foram detectadas micotoxinas nas amostras. A umidade dos grãos afetou significativamente a contaminação fúngica no manejo intermitente e no terço superior (altura 2) do silo-secador. A temperatura no interior do silo influenciou a contaminação no terço inferior (altura 1).