The Chemistry of Mycotoxins

Mycotoxins – from the Greek μύκης (mykes, mukos) “fungus” and the Latin (toxicum) “poison” – are a large and growing family of secondary metabolites and hence natural products produced by fungi, in particular by molds (1). It is estimated that well over 1,000 mycotoxins have been isolated and characterized so far, but this number will increase over the next few decades due the availability of more specialized analytical tools and the increasing number of fungi being isolated. However, the most important classes of fungi responsible for these compounds are Alternaria, Aspergillus (multiple forms), Penicillium, and Stachybotrys. The biological activity of mycotoxins ranges from weak and/or sometimes positive effects such as antibacterial activity (e.g. penicillin derivatives derived from Penicillium strains) to strong mutagenic (e.g. aflatoxins, patulin), carcinogenic (e.g. aflatoxins), teratogenic, neurotoxic (e.g. ochratoxins), nephrotoxic (e.g. fumonisins, citrinin), hepatotoxic, and immunotoxic (e.g. ochratoxins, diketopiperazines) activities (1, 2), which are discussed in detail in this volume.

Hymeniacidon perleve associated bioactive bacterium Pseudomonas sp NJ6-3-1

Among marine bacteria isolated from the cytotoxic sponge Hymeniacidon perleve, one strain NJ6-3-1 classified as Pseudomonas sp. showed both cytotoxic and antimicrobial activities. Fatty acid analysis indicated that the bacterial strain consists mainly of C16:1, C16:0, C18:1, C18:0, C15:0, C14:0. One unusual 9,10-cyclopropane-C17:0 fatty acid and C26:0 also constitute major components, as well as the existence of squalene, the precursor of triterpenoids. The major metabolites in the culture broth were identified as alkaloids, including diketopiperazines and indole compounds, namely 3,6-diisopropylpiperazine-2,5-dione, 3-benzyl-3-isopropylpiperazine-2,5-dione, 3,6-bis-(2-methylpropyl)-piperazine-2,5-dione, indole-3-carboxaldehyde, indole-3-carboxylic acid methyl ester, indole-3-ethanol, and quinazoline-2,4-dione.

Conception, synthèse et diversification de l'azaGly-Pro : un mime de tour beta, outil d'étude structure-activité : application au développement d'un nouvel agent tocolytique

Les accouchements prématurés constituent un problème médical majeur en constante augmentation et ce, malgré tous les efforts mis en œuvre afin de contrer le déclenchement des contractions avant terme. Cette thèse relate du ''design'' rationnel d'un nouvel agent thérapeutique (i.e., tocolytique) qui serait capable de 1) arrêter les contractions, et 2) prolonger la gestation. Pour ce faire, une nouvelle cible, la prostaglandine F2α et son récepteur ont été sélectionnés et le peptidomimétisme a été choisi afin de résoudre cette problématique. L'introduction contient un historique rapide de la conception à la synthèse (''drug design'') du peptide parent, le PDC113, premier peptide a avoir démontré des aptitudes tocolytiques suffisantes pour faire du peptidomimétisme. La deuxième partie de l'introduction présente les concepts du peptidomimétisme appliqués au PDC113 qui ont permis d'accéder au PDC113.824, inhibiteur allostérique du récepteur de la prostaglandine F2α, et explique comment ce mime nous a permis d'élucider les mécanismes de signalisation intracellulaire impliqués dans la contraction musculaire lisse. Cette thèse présente la conception, la synthèse et l'étude structure-activité de mimes de repliement de tour β au sein du mime peptidique original (PDC113.824) dans lequel nous avons remplacé l'azabicycloalkane central (l'indolizidin-2-one) par une série d'autres azabicycloalcanes connus et des acides aza-aminés dont nous avons élaboré la synthèse. Dans un premier temps, une nouvelle stratégie de synthèse en solution de l'aza-glycyl-proline à partir de la diphényle hydrazone et du chloroformate de p-nitrophényle a été réalisée. Cette stratégie a permis d'éliminer les réactions secondaires de cyclisation intramoléculaires communément obtenues lors de l'introduction d'acides aza-aminés avec les protections traditionnelles de type carbamate en présence de phosgène, mais aussi de faciliter l'accès en une étape à des dérivés peptidiques du type aza-glycyle. L'élongation de l'aza-glycyl-proline en solution nous a permis d'accéder à un nouveau mime tetrapeptidique du Smac, un activateur potentiel de l'apoptose au sein de cellules cancéreuses. Par la suite, nous avons développé une stratégie de diversification sélective de l'azote α du résidu azaglycine en utilisant différents types d'halogénures d'alkyle en présence de tert-butoxyde de potassium. Afin de valider le protocole d'alkylation de l'aza-dipeptide, différents halogénures d'alkyle ont été testés. Nous avons également démontré l'utilité des aza-dipeptides résultants en tant que ''building block'' afin d'accéder à une variété d'azapeptides. En effet, l'aza-dipeptide a été déprotégée sélectivement soit en N-terminal soit en C-terminal, respectivement. D'autre part, la libération de l'amine de l'ester méthylique de l'aza-alkylglycyl-proline a conduit à une catégorie de composés à potentiel thérapeutique, les azadicétopipérazines (aza-DKP) par cyclisation intramoléculaire. Enfin, notre intérêt quant au développement d'un nouvel agent tocolytique nous a amené à développer une nouvelle voie de synthèse en solution du PDC113.824 permettant ainsi d'élucider les voies de signalisation intracellulaires du récepteur de la prostaglandine F2α. Afin de valider l'importance de la stéréochimie et d'étudier la relation structure/ activité du mime, nous avons remplacé l'indolizidin-2-one (I2aa) centrale du PDC113.824 par une série d'autres azabicycloalcanes et azadipeptides. Les azabicycloalcanes D-I2aa, quinolizidinone, et indolizidin-9-one ont été synthétisés et incorporés au sein du dit peptide ne donnant aucune activité ni in vitro ni ex vivo, validant ainsi l'importance du tour β de type II' pour le maintien de l'activité biologique du PDC113.824. Finalement, l'insertion d'une série de dérivés aza(alkyl)glycyl-prolyles a mené à de nouveaux inhibiteurs allostériques du récepteur de la PGF2α, l'un contenant l'azaglycine et l'autre, l'azaphénylalanine. Cette thèse a ainsi contribué, grâce à la conception et l'application de nouvelles méthodes de synthèse d'aza-peptides, au développement de nouveaux composés à potentiel thérapeutique afin d'inhiber le travail prématuré.

Taste components of Sherry wines

Sherry wine has characteristic taste and aroma, different from other wine-based alcoholic beverages. This paper reports a study of the non-volatile, low-molecular weight compounds found in sherry and related alcoholic beverages that may contribute to taste. Compounds analysed included free amino acids, organic acids, sugars and small peptides (linear and cyclic). A series of seven diketopiperazines (cyclic dipeptides) namely, cyclo(Leu-Leu), cyclo(Pro-Leu), cyclo(Pro-Ile), cyclo(Pro-Met), cyclo( Pro-Val), cyclo(Pro-Pro) and cyclo(Val-Ala) were identified for the first time in sherry. Although traces were found in some other alcoholic beverages, levels were low compared with sherry. The base wine used in the sherry production had only traces of diketopiperazines, indicating that the casking stage of sherry production might be responsible for their formation.

Estudo químico e biológico do fungo endofítico Phomopsis sp. isolado da Senna spectabilis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação química e biológica do fungo endofítico Colletotrichum sp. isolado de Senna spectabilis

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Desreplicação dos metabólitos secundários produzidos por Phomopsis stipata, um endófito de Styrax camporum (Styracaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Estudo químico e biológico de fungos endofídicos associados a Senna spectabilis

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo químico e biológico dos fungos endofílicos associados com a espécie vegetal Alibertia macrophylla (Rubiaceae)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo químico e avaliação biológica dos fungos endofíticos Xylaria sp. e Colletotrichum crassipes isolados de Casearia sylvestris (Flacourtiaceae)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Perfil metabólico por RMN de 1H e avaliação citotóxica do fungo endofítico Colletotrichum gloeosporioides isolado de Eugenia jambolana, em diferentes meios de cultivo

Pós-graduação em Química - IQ

Estudo químico e biológico dos fungos endofíticos Microascus sp. e Nodulisporium sp. associados à alga vermelha Asparagopsis Taxiformis

Pós-graduação em Química - IQ