Production of cyclic peptides and proteins in vivo

Combinatorial libraries of synthetic and natural products are an important source of molecular information for the interrogation of biological targets. Methods for the intracellular production of libraries of small, stable molecules would be a valuable addition to existing library technologies by combining the discovery potential inherent in small molecules with the large library sizes that can be realized by intracellular methods. We have explored the use of split inteins (internal proteins) for the intracellular catalysis of peptide backbone cyclization as a method for generating proteins and small peptides that are stabilized against cellular catabolism. The DnaE split intein from Synechocystis sp. PCC6803 was used to cyclize the Escherichia coli enzyme dihydrofolate reductase and to produce the cyclic, eight-amino acid tyrosinase inhibitor pseudostellarin F in bacteria. Cyclic dihydrofolate reductase displayed improved in vitro thermostability, and pseudostellarin F production was readily apparent in vivo through its inhibition of melanin production catalyzed by recombinant Streptomyces antibioticus tyrosinase. The ability to generate and screen for backbone cyclic products in vivo is an important milestone toward the goal of generating intracellular cyclic peptide and protein libraries.

Nature knows best: An amazing reaction cascade is uncovered by design and discovery

The Daphniphyllum alkaloids are a group of highly complex polycyclic alkaloids. Examination of the structures if several members of this family of natural products led to a hypothesis about their mode of biosynthesis (depicted in Scheme SI). Based on this hypothetical biosynthetic pathway, a laboratory synthesis was designed that incorporated as a key transformation the novel one-pot transformation of dialdehyde 24 to pentacyclic unsaturated amine 25. This process turned out to be an exceptionally efficient way to construct the pentacyclic nucleus of the Daphniphyllum alkaloids. However, a purely fortuitous discovery, resulting from accidental use of methylamine rather than ammonia, led to a great improvement in the synthesis and suggests an even more attractive possible biosynthesis.

Isoprenoid biosynthesis: The evolution of two ancient and distinct pathways across genomes

Isopentenyl diphosphate (IPP) is the central intermediate in the biosynthesis of isoprenoids, the most ancient and diverse class of natural products. Two distinct routes of IPP biosynthesis occur in nature: the mevalonate pathway and the recently discovered deoxyxylulose 5-phosphate (DXP) pathway. The evolutionary history of the enzymes involved in both routes and the phylogenetic distribution of their genes across genomes suggest that the mevalonate pathway is germane to archaebacteria, that the DXP pathway is germane to eubacteria, and that eukaryotes have inherited their genes for IPP biosynthesis from prokaryotes. The occurrence of genes specific to the DXP pathway is restricted to plastid-bearing eukaryotes, indicating that these genes were acquired from the cyanobacterial ancestor of plastids. However, the individual phylogenies of these genes, with only one exception, do not provide evidence for a specific affinity between the plant genes and their cyanobacterial homologues. The results suggest that lateral gene transfer between eubacteria subsequent to the origin of plastids has played a major role in the evolution of this pathway.

Molecular recognition of angiogenesis inhibitors fumagillin and ovalicin by methionine aminopeptidase 2

Angiogenesis inhibitors are a novel class of promising therapeutic agents for treating cancer and other human diseases. Fumagillin and ovalicin compose a class of structurally related natural products that potently inhibit angiogenesis by blocking endothelial cell proliferation. A synthetic analog of fumagillin, TNP-470, is currently undergoing clinical trials for treatment of a variety of cancers. A common target for fumagillin and ovalicin recently was identified as the type 2 methionine aminopeptidase (MetAP2). These natural products bind MetAP2 covalently, inhibiting its enzymatic activity. The specificity of this binding is underscored by the lack of inhibition of the closely related type 1 enzyme, MetAP1. The molecular basis of the high affinity and specificity of these inhibitors for MetAP2 has remained undiscovered. To determine the structural elements of these inhibitors and MetAP2 that are involved in this interaction, we synthesized fumagillin analogs in which each of the potentially reactive epoxide groups was removed either individually or in combination. We found that the ring epoxide in fumagillin is involved in the covalent modification of MetAP2, whereas the side chain epoxide group is dispensable. By using a fumagillin analog tagged with fluorescein, His-231 in MetAP2 was identified as the residue that is covalently modified by fumagillin. Site-directed mutagenesis of His-231 demonstrated its importance for the catalytic activity of MetAP2 and confirmed that the same residue is covalently modified by fumagillin. These results, in agreement with a recent structural study, suggest that fumagillin and ovalicin inhibit MetAP2 by irreversible blockage of the active site.

A yeast genetic system for selecting small molecule inhibitors of protein–protein interactions in nanodroplets

Cellular processes are mediated by complex networks of molecular interactions. Dissection of their role most commonly is achieved by using genetic mutations that alter, for example, protein–protein interactions. Small molecules that accomplish the same result would provide a powerful complement to the genetic approach, but it generally is believed that such molecules are rare. There are several natural products, however, that illustrate the feasibility of this approach. Split-pool synthesis now provides a simple mechanical means to prepare vast numbers of complex, even natural product-like, molecules individually attached to cell-sized polymer beads. Here, we describe a genetic system compatible with split-pool synthesis that allows the detection of cell-permeable, small molecule inhibitors of protein–protein interactions in 100- to 200-nl cell culture droplets, prepared by a recently described technique that arrays large numbers of such droplets. These “nanodroplets” contain defined media, cells, and one or more beads containing ≈100 pmol of a photoreleasable small molecule and a controlled number of cells. The engineered Saccharomyces cerevisiae cells used in this study express two interacting proteins after induction with galactose whose interaction results in cell death in the presence of 5-fluoroorotic acid (inducible reverse two-hybrid assay). Disruption of the interaction by a small molecule allows growth, and the small molecule can be introduced into the system hours before induction of the toxic interaction. We demonstrate that the interaction between the activin receptor R1 and the immunophilin protein FKBP12 can be disrupted by the small molecule FK506 at nanomolar concentrations in nanodroplets. This system should provide a general method for selecting cell-permeable ligands that can be used to study the relevance of protein–protein interactions in living cells or organisms.

Use of plant roots for phytoremediation and molecular farming

Alternative agriculture, which expands the uses of plants well beyond food and fiber, is beginning to change plant biology. Two plant-based biotechnologies were recently developed that take advantage of the ability of plant roots to absorb or secrete various substances. They are (i) phytoextraction, the use of plants to remove pollutants from the environment and (ii) rhizosecretion, a subset of molecular farming, designed to produce and secrete valuable natural products and recombinant proteins from roots. Here we discuss recent advances in these technologies and assess their potential in soil remediation, drug discovery, and molecular farming.

Molecular cloning and sequence analysis of the complestatin biosynthetic gene cluster

Streptomyces lavendulae produces complestatin, a cyclic peptide natural product that antagonizes pharmacologically relevant protein–protein interactions including formation of the C4b,2b complex in the complement cascade and gp120-CD4 binding in the HIV life cycle. Complestatin, a member of the vancomycin group of natural products, consists of an α-ketoacyl hexapeptide backbone modified by oxidative phenolic couplings and halogenations. The entire complestatin biosynthetic and regulatory gene cluster spanning ca. 50 kb was cloned and sequenced. It consisted of 16 ORFs, encoding proteins homologous to nonribosomal peptide synthetases, cytochrome P450-related oxidases, ferredoxins, nonheme halogenases, four enzymes involved in 4-hydroxyphenylglycine (Hpg) biosynthesis, transcriptional regulators, and ABC transporters. The nonribosomal peptide synthetase consisted of a priming module, six extending modules, and a terminal thioesterase; their arrangement and domain content was entirely consistent with functions required for the biosynthesis of a heptapeptide or α-ketoacyl hexapeptide backbone. Two oxidase genes were proposed to be responsible for the construction of the unique aryl-ether-aryl-aryl linkage on the linear heptapeptide intermediate. Hpg, 3,5-dichloro-Hpg, and 3,5-dichloro-hydroxybenzoylformate are unusual building blocks that repesent five of the seven requisite monomers in the complestatin peptide. Heterologous expression and biochemical analysis of 4-hydroxyphenylglycine transaminon confirmed its role as an aminotransferase responsible for formation of all three precursors. The close similarity but functional divergence between complestatin and chloroeremomycin biosynthetic genes also presents a unique opportunity for the construction of hybrid vancomycin-type antibiotics.

Molecular characterization of a FKBP-type immunophilin from higher plants.

Immunophilins are intracellular receptors for the immunosuppressants cyclosporin A, FK506, and rapamycin. In addition to their use in organ transplantation, these natural products have been used to investigate signaling pathways in yeast, plant, and mammalian cells. We have recently described the identification of an immunosuppressant-sensitive signaling pathway in and the purification of several immunophilins from Vicia faba plants. We now report the molecular characterization of a 15 kDa FK506- and rapamycin-binding protein from V. faba (VfFKBP15). The amino acid sequence deduced from the cDNA starts with a signal peptide of 22 hydrophobic amino acids. The core region of VfFKBP15 is most similar to yeast and mammalian FKBP13 localized in the endoplasmic reticulum (ER). In addition, VfFKBP15 has a carboxyl-terminal sequence that is ended with SSEL, a putative ER retention signal. These findings suggest that VfFKBP15 is a functional homolog of FKBP13 from other organisms. Interestingly, two distinct cDNAs corresponding to two isoforms of FKBP15 have been cloned from Arabidopsis and also identified from rice data base, suggesting that pFKBP15 (plant FKBP15) is encoded by a small gene family in plants. This adds to the diversity of plant FKBP members even with the same subcellular localization and is in contrast with the situation in mammalian and yeast systems in which only one FKBP13 gene has been found. Like the mammalian and yeast FKBP13, the recombinant VfFKBP15 protein has rotamase activity that is inhibited by both FK506 and rapamycin with a Ki value of 30 nM and 0.9 nM, respectively, illustrating that VfFKBP15 binds rapamycin in preference over FK506. The mRNA of VfFKBP15 is ubiquitously expressed in various plant tissues including leaves, stems, and roots, consistent with the ER localization of the protein. Levels of VfFKBP15 mRNA are elevated by heat shock, suggesting a possible role for this FKBP member under stress conditions.

Twenty-five coregulated transcripts define a sterigmatocystin gene cluster in Aspergillus nidulans.

Sterigmatocystin (ST) and the aflatoxins (AFs), related fungal secondary metabolites, are among the most toxic, mutagenic, and carcinogenic natural products known. The ST biosynthetic pathway in Aspergillus nidulans is estimated to involve at least 15 enzymatic activities, while certain Aspergillus parasiticus, Aspergillus flavus, and Aspergillus nomius strains contain additional activities that convert ST to AF. We have characterized a 60-kb region in the A. nidulans genome and find it contains many, if not all, of the genes needed for ST biosynthesis. This region includes verA, a structural gene previously shown to be required for ST biosynthesis, and 24 additional closely spaced transcripts ranging in size from 0.6 to 7.2 kb that are coordinately induced only under ST-producing conditions. Each end of this gene cluster is demarcated by transcripts that are expressed under both ST-inducing and non-ST-inducing conditions. Deduced polypeptide sequences of regions within this cluster had a high percentage of identity with enzymes that have activities predicted for ST/AF biosynthesis, including a polyketide synthase, a fatty acid synthase (alpha and beta subunits), five monooxygenases, four dehydrogenases, an esterase, an 0-methyltransferase, a reductase, an oxidase, and a zinc cluster DNA binding protein. A revised system for naming the genes of the ST pathway is presented.

CC-1065 and the duocarmycins: unraveling the keys to a new class of naturally derived DNA alkylating agents.

Key studies defining the DNA alkylation properties and selectivity of a new class of exceptionally potent, naturally occurring antitumor antibiotics including CC-1065, duocarmycin A, and duocarmycin SA are reviewed. Recent studies conducted with synthetic agents containing deep-seated structural changes and the unnatural enantiomers of the natural products and related analogs have defined the structural basis for the sequence-selective alkylation of duplex DNA and fundamental relationships between chemical structure, functional reactivity, and biological properties. The agents undergo a reversible, stereoelectronically controlled adenine-N3 addition to the least substituted carbon of the activated cyclopropane within selected AT-rich sites. The preferential AT-rich non-covalent binding selectivity of the agents within the narrower, deeper AT-rich minor groove and the steric accessibility to the alkylation site that accompanies deep AT-rich minor groove penetration control the sequence-selective DNA alkylation reaction and stabilize the resulting adduct. For the agents that possess sufficient reactivity to alkylate DNA, a direct relationship between chemical or functional stability and biological potency has been defined.

Método simples e rápido para seleção de fungos filamentosos produtores de compostos absorvedores de radiação UV para aplicação em protetores solares

Foram estudadas trinta e uma cepas fúngicas não identificadas, as quais foram denominadasX1 a X31. O potencial fotoprotetor foi avaliado pela medida espectrofotométrica da absorçãodos extratos na região do UV (280-400 nm). Os extratos com os melhores perfis de absorção em cultura estacionária foram X1, X2, X6, X12, X13, X18, X19, X22, X24 e X31 e, em cultura agitada X4 e X17. A reprodutibilidade do processo foi avaliada e as cepas fúngicas que apresentaram coeficiente de variação menor que 15% foram selecionadas para o estudo de fotoestabilidade. A fotoestabilidade dos extratos foi avaliada pela medida da viabilidade celular de fibroblastos L929 tratados com extratos previamente irradiados sob radiação UVA (11,2 J/cm2) e UVB (3,43 J/cm2) e extratos não irradiados, bem como, pela comparação das áreas sob as curvas de absorção na região do UV dos extratos irradiados e não irradiados. Os extratos selecionados para o estudo de fotoestabilidade foram X4, X12, X19, X22, X24 e X31. Os extratos não irradiados apresentaram os seguintes valores deIC50 para viabilidade celular (citotoxidade): X4-130µg/ml, X19-20µg/ml, X22-10 µg/ml e X24-60µg/ml. Após a radiação UVA e UVB, os extratos apresentaram redução significativa da viabilidade celular em relação ao IC50 dos extratos não irradiados. Sob luz UVB, os extratos X12 (IC50 35µg/ml) e X31 (IC50 70µg/ml) mantiveram a mesma porcentagem de redução da viabilidade celular quando comparado ao IC50 dos extratos não irradiados. No entanto após exposição à luz UVA, o extrato X12 aumentou a viabilidade celular de 50% (quando não irradiado) para 75% (irradiado). Enquanto que o extrato X31, mesmo após a radiação UVA, manteve a mesma redução de 50% da viabilidade celular. Nessa etapa os extratos selecionados foram os X12 e X31. O espectro de absorção na região do UV obtido para o extrato X12 mostrou uma redução da absorbância de 28,3% sob radiação UVB e de 60% sob radiação UVA em relação ao extrato não irradiado. O extrato X31 apresentou uma redução da absorbância de 17,6% e30% sob radiação UVB e UVA respectivamente, em relação ao extrato não irradiado. Os fungos selecionados foram identificados por PCR, sugerindo que o fungo X12 seja o Aspergillus terreus e o X31 seja o Talaromyces pinophilus. Por fim, foi feita a identificação da substância ativa do extrato X12 empregando a técnica de desreplicação, a qual fez o uso da instrumentação analítica acoplada UHPLC-DAD-(ESI)-HRMS associada ao banco de dados Chapman& Hall\'s Dictionary of Natural Products (DNP). No extrato X12 o composto majoritário foi identificado como sendo a citreoviridina. Assim, os resultados do presente trabalho permitiu estabelecer um procedimento para a seleção de fungos produtores de compostos absorvedores de radiação UV, que poderia ser aplicado na obtenção de novos filtros orgânicos naturais para protetores solares.

Metabolismo secundário e ligninas de espécies de Piper

O estudo químico das folhas e dos frutos de P. richardiaefolium resultou no isolamento de oito lignanas, sendo duas lignanas furofurânicas (sesamina e kobusina), quatro lignanas dibenzilbutirolactônicas (hinokinina, kusunokinina, arctigenina e haplomirfolina), duas lignanas dibenzilbutirolactólicas (cubebina e 3,4- dimetoxi-3,4-desmetilenodioxicubebina), dois cinamatos de bornila (ferulato de bornila e cumarato de bornila) e na identificação de duas amidas (piplartina e diidropiplartina). Das folhas de P. richardiaefolium foi extraído e analisado o óleo volátil. As estruturas das substâncias isoladas foram identificadas através de métodos espectroscópicos (RMN de 1H e de 13C e espectrometria de massas). O estudo de análise de componentes principais (PCA) das espécies Piper (P. truncatum - k 616, P. richardiaefolium - k 290, P. richardiaefolium - k 350, P. richardiaefolium - k 593, P. truncatum - k 597, P. pseudopotifolium - k 598, P. richardiaefolium - k 854, P. richardiaefolium - k 610, P. truncatum - k 112, P. pseudopotifolium - k 211 e P. cernuum - k 137) permitiu agrupar as espécies em dois grandes grupos e quatro subgrupos em relação à similaridade entre elas. Ligninas do caule de seis espécies de Piper foram extraídas utilizando o método de degradação de Klason e método de Bjorkman, e analisadas por métodos espectroscópicos (IV, RMN de 1H e de 13C). O método de degradação por oxidação por nitrobenzeno foi o escolhido para determinar a relação entre os monolignóis siringila e guaiacila. Os principais metabólitos das espécies estudadas foram comparados com os tipos de ligninas das mesmas espécies e os resultados sugeriram uma independência entre as vias biossintéticas de ligninas e lignanas.

Análise de flavanóides por cromatografia líquida de alta eficiência e eletroforese capilar - otimização de separação e aplicações tecnológicas

No presente trabalho foram estudadas as separações de 18 flavonóides (9 agliconas e 9 glicosídeos) pelas técnicas de Cromatografia Líquida de Alta Eficiência em fase reversa (RP-HPLC) e Cromatografia Micelar Eletrocinética em fluxo reverso (RF-Meck). Em ambas as técnicas foram avaliados solventes puros (metanol, acetonitrila e tetrahidrofurano) e suas misturas como formas de promover a variação de seletividade, através da modificação da fase móvel em HPLC, e da natureza do aditivo orgânico em RF-Meck. Nos estudos efetuados em HPLC utilizando-se gradiente, pode-se comprovar a possibilidade da modelagem do fator de retenção em funçã da proporção de solvente utilizados (MeOH, ACN, THF e suas misturas). Pode-se ainda, com base nos dados de retenção e na análise hierárquica de c1usters, diferenciar quatro diferentes grupos de sistemas cromatográficos com diferentes seletividades para flavonóides agliconas, e outros quatro com diferentes seletividades para glicosídeos. Os sistemas cromatográficos mais ortogonais (cada um pertencente a um grupo de seletividade) foram aplicados na separação de uma planta modelo (Azadirachta indica), de onde pode-se escolher a fase móvel mais seletiva para se otimizar a separação dos flavonóides glicosilados presentes nas folhas desta planta. No método final otimizado pode-se identificar e quantificar cinco dos flavonóides majoritários presentes, sendo três glicosídeos de quercetina (rutina, isoquercitrina e quercitrina) e dois glicosídeos de kaempferol (astragalin e nicotiflorin), em amostras de duas diferentes procedências (Piracicaba-SP e Silvânia-GO). Nos estudos envolvendo a separação dos dezoito flavonóides por RFMEKC pode-se comprovar diferenças significativas de seletividade quando se varia a natureza do solvente orgânico utilizado como aditivo, além de se observar tendências na migração em função das propriedades do solvente adicionado e da estrutura molecular do flavonóide. O solvente de menor eficiência para separação dos flavonóides foi o MeOH. Através da análise dos eletroferogramas obtidos através de um planejamento experimental de misturas, e das trocas de pares críticos observadas nos vários eletrólitos utilizados, obteve-se um método de separação com apenas um par crítico em menos de 12 minutos de corrida. O coeficiente de variação obtido para o fator de retenção foi de 1,5% e para área de 3%, considerando-se cinco injeções. O método desenvolvido foi aplicado com sucesso na identificação dos flavonóides majoritários presentes na planta modelo (Neem), obtendo-se o mesmo resultado do estudo anterior. Como forma de avaliar a concentração de flavonóides totais presentes em espécies vegetais é comum a análise de extratos após hidrólise ácida (conversão de todos glicosídeos em agliconas). Desta forma otimizou-se uma metodologia de separação em RP-HPLC de 8 flavonóides agliconas comumente presentes em alimentos e extratos vegetais de uso cosmético. A otimização foi efetuada mediante um planejamento experimental de misturas, para escolha da fase móvel mais seletiva, e de um planejamento fatorial composto central, para otimização das condições de gradiente. O método obtido foi o mais rápido já visto dentro da literatura consultada. A separação em linha de base foi efetuada em menos de 15 minutos, com coeficientes de variação de área entre 0,1 e 1,8%, coeficiente de correlação de 0,9993 a 0,9994 na faixa de 5 a 100 µg/mL, e limites de quantificação estimados na faixa de 0,1 a 0,21µg/mL. O método desenvolvido foi aplicado na otimização das condições de hidrólise de um extrato de Neem. A otimização foi efetuada através de metodologia de superfície de resposta, levando-se em consideração a concentração de ácido adicionada, o tempo de reação, a temperatura, e a concentração de um antioxidante (ácido ascórbico) adicionado. O resultado da otimização foi uma metodologia de hidrólise com tempo de reação igual a 5 minutos, utilizando-se 1,4 mol/L de HCI, 119°C e 500 µg/mL de ácido ascórbico. Através das metodologias de análise e de hidrólise desenvolvidas pode-se constatar a presença e quantificar no extrato de Neem os flavonóides agliconas quercetina, kaempferol e miricetina. Com o objetivo de se avaliar quais os componentes presentes em extratos vegetais são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a determinadas plantas, foi montado um sistema de avaliação de poder antioxidante \"on-line\" com reação pós-coluna em HPLC (baseado na literatura) utilizando-se como \"radical livre modelo\" o ABTS. A análise da planta modelo (Neem) neste sistema mostrou que os flavonóides glicosilados identificados nas partes anteriores deste trabalho são os responsáveis pelo poder antioxidante atribuído a esta planta. De posse desta informação, e visando a obtenção de extratos para aplicações cosméticas com poder antioxidante, modelou-se a extração dos flavonóide do Neem em função da composição do solvente extrator (água, etanol , propilenoglicol e suas misturas), de acordo com um planejamento simplex centróide ampliado. Além da previsão da concentração dos princípios ativos pode-se ainda prever outras propriedades dos extratos obtidos, tais como, índice de refração e densidade, muitas vezes constituintes de especificações técnicas de acordo com as aplicações a que se destinam (cremes, xampús, etc).

Caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da casearina X

As principais propriedades farmacológicas da Casearia sylvestris, uma espécie de árvore cujas folhas são utilizadas na medicina popular, já foram descritas na literatura. Recentemente foi demonstrada a potente atividade citotóxica in vitro da casearina X (CAS X), o diterpeno clerodânico majoritário isolado das folhas de C. sylvestris, contra linhagens de células tumorais humanas. Apesar dos resultados promissores, sua potente atividade citotóxica in vitro não pode ser extrapolada para uma potente atividade in vivo, a menos que possua boa biodisponibilidade e duração desejável do seu efeito. Tendo em vista que o avanço nas pesquisas de produtos naturais requer a avaliação pré-clínica de propriedades farmacocinéticas, no presente trabalho foi realizada a caracterização in vitro do metabolismo e da absorção intestinal da CAS X, com o objetivo de prever sua biodisponibilidade in vivo. Para os estudos de metabolismo in vitro, foi utilizado o modelo microssomal hepático de ratos e de humanos. Foi desenvolvido um método analítico para a quantificação da CAS X em microssomas, empregando a precipitação de proteínas com acetonitrila no preparo das amostras e a cromatografia líquida de alta eficiência para as análises. O método foi validado de acordo com os guias oficiais da Agência Nacional de Vigilância Sanitária e da European Medicine Agency (EMA). A CAS X demonstrou ser substrato para as reações de hidrólise mediada pelas carboxilesterases (CES) e apresentou um perfil cinético de Michaelis-Menten. Foram estimados os parâmetros de Vmax e KM, demonstrando que o clearance intrínseco em microssomas hepático de humanos foi 1,7 vezes maior que o de ratos. O clearance hepático foi estimado por extrapolação in vitro-in vivo, resultando em mais de 90% do fluxo sanguíneo hepático em ambas as espécies. Um estudo qualitativo para a pesquisa de metabólitos foi feito utilizando espectrometria de massas, pelo qual foi possível sugerir a formação da casearina X dialdeído como produto de metabolismo. Nos estudos de absorção intestinal in vitro foi utilizado o modelo de monocamadas de células Caco-2. Um método analítico por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas foi desenvolvido e validado de acordo com o EMA, para as etapas de quantificação da CAS X no sistema de células. Os parâmetros cinéticos de permeabilidade aparente absortiva e secretória da CAS X foram estimados em um sistema celular, no qual a atividade hidrolítica da CES foi inibida. Assim, a CAS X foi capaz de permear a monocamada de células Caco-2, provavelmente por transporte ativo, sem a ocorrência de efluxo, mas com significativa retenção do composto dentro das células. Em conjunto, os ensaios in vitro realizados demonstraram a susceptibilidade da CAS X ao metabolismo de primeira passagem, como substrato para as CES específicas expressas no fígado e intestino.

Avaliação do potencial fotoprotetor e identificação de metabólitos secundários do fungo endofítico Annulohypoxylon stygium associado à alga marinha Bostrychia radicans

Os organismos marinhos constituem uma fonte potencial de metabólitos secundários biologicamente ativos. Neste contexto, os micro-organismos isolados de algas marinhas, dentre eles fungos endofíticos, representam alvos para a pesquisa de novas substâncias com potencial farmacológico pronunciado. Substâncias naturais provenientes de espécies de fungos associados às algas marinhas vêm sendo bastante utilizadas em formulações fotoprotetoras devido à ação antioxidante e ao potencial contra a radiação solar. Deste modo, o presente trabalho teve como objetivo a investigação biológica e química dos fungos endofíticos marinhos pertencentes à família Xylariaceae, o Annulohypoxylon stygium, o Cladosporium sp. e o Acremonium implicatum (Hypocreaceae). A princípio, foi realizado um screening para avaliar a absorção de luz ultravioleta na faixa do UVA e UVB pelos extratos obtidos em escala piloto destes fungos endofíticos associados às algas marinhas. O extrato do fungo A. stygium apresentou intensa absorção na região do UV, mostrando-se promissor para a produção de metabólitos secundários com ação fotoprotetora. Além do ensaio proposto, foi realizada a avaliação do potencial antibacteriano e antifúngico da espécie A. stygium. O estudo químico em escala ampliada deste fungo proporcionou o isolamento e identificação de uma substância inédita da classe derivada da 2,5- dicetopiperazina, 3-benzilideno-2-metil-hexahidro-pirrolo [1,2-?] pirazina-1,4-diona (Sf3), e além desta, foram isolados mais quatro metabólitos como, os diasteroisômeros 1-fenil-1,2- propanediol (Sd2) e 1-fenil-1,2-propanediol (Sd3), 1,3-benzodioxole-5-metanol (Sc1), 1,2- propanodiol-1-(1,3-benzodioxol-5-il) (Se1). Ainda foi possível a desreplicação de substâncias via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM), entre elas o ácido palmítico, palmitato de metila, ácido metil linoléico, ácido oléico, álcool benzílico e o piperonal. Quanto ao estudo da atividade biológica, não foi observado potencial antibacteriano e antifúngico para os extratos e frações do fungo. Entretanto, notouse um potencial como fotoprotetor in vitro para as frações n-Hexano/AcOEt (2:3) e n- Hexano/AcOEt (1:4) obtidas a partir do extrato do cultivo de 28 dias do fungo A. stygium, extraído com solventes diclorometano/metanol (CH2Cl2/MeOH 2:1) e para a substância (Sf3) isolada do mesmo. Desta forma, o estudo químico e biológico do fungo Annulohypoxylon stygium demonstrou potencial para a produção de metabólitos secundários com atividade fotoprotetora, visto que uma estrutura inédita com esta atividade foi isolada e identificada como produto natural.