Ficobiontes de fungos liquenizados e de vida livre : cultivo, caracterização estrutural de polissacarídeos e atividade biológica de um polímero contendo ácido nosturônico

Orientador: Prof. Dr. Marcello IacominiCo-orientador: Profa. Dra. Elaine Rosechrer CarboneroTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Bioquímica. Defesa: Curitiba, 30/03/2010Bibliografia: fls. 151-171Resumo: As estruturas de polissacarídeos obtidas de fotobiontes liquênicos representantes das algas verdes (Trebouxia sp.) e das cianobactérias (Nostoc muscorum; UTEX - 2493), além de cianobactérias de vida livre (Nostoc muscorum; UTEX - 2209 e Nostoc sp.) foram estudadas. O fotobionte Trebouxia sp. e as espécies de Nostoc muscorum (cianobionte e de vida livre) foram cultivados em meio líquido TM e BG11, respectivamente, e tanto os polissacarídeos da biomassa como os exopolissacarídeos presentes no meio de cultivo foram analisados. Para o fotobionte Trebouxia sp. foram purificadas três frações, todas compostas por ß-Dgalactofurananas (1->5)-ligadas, podendo ser linear, substituída em O-6 por unidades de ß-D-Galf, ou por cadeias laterais mais complexas de unidades de D-Manp 4-O- (12,6%), 2,4- di-O- (2,0%), 2,3- di-O- (3,7%) e 2,6-di-O-substituídas (4,5%), além de terminais não redutores de D-Rha, D-Araf, D-Galf, e D-Manp como terminais não redutores. Para o cianobionte Nostoc muscorum foram caraterizadas uma ß-D-xilana linear (1->4)-ligada, obtida a partir da fração exopolissacarídica, e um heteropolissacarídeo, principalmente formado por unidades de ß-L-Arap- e ß-DXylp- ambas (1->4)-ligadas, parcialmente substituídas em O-3 por unidades de a-DManp, as quais por sua vez são também substituídas em O-3 ou O-2 por terminais não redutores a-D-Manp ou a-L-Fucp. Uma vez que não foi possível purificar frações polissacarídicas a partir de Nostoc muscorum de vida livre, devido à grande heterogeneidade das frações obtidas e ao baixo rendimento das mesmas, Nostoc sp de vida livre foi submetida à subsequentes extrações aquosas à quente e alcalinas (KOH 1%), a partir das quais foram obtidas três frações que apresentaram perfis de eluição homogêneos quando analisadas por HPSEC-MALLS, além de composições monossacarídicas similares, apresentando altos teores de ribose, além de xilose, galactose e glucose. Todas as frações derivadas de Nostoc sp. apresentaram sinais de 13C em d 181,8, 175,3, 84,2 e 18,8 caracterizados como sendo referentes a presença de 3-O-lactil D-ácido glucurônico, denominado de ácido nosturônico (NosA), um monossacarídeo incomum formado por um ácido glucurônico substituído em O-3 por um grupo lactil. O conjunto dos resultados obtidos indica que este heteropolissacarídeo isolado da biomassa de Nostoc sp. de vida livre é principalmente formado por unidades de ß-D-Xylp-, a-D-Galp- e ß-D-Glcp-(1->4)ligadas. As unidades de ß-D-Xylp-(1->4)-ligadas estão substituídas em O-3 por terminais não redutores de a-D-Ribf, enquanto que as unidades de ß-D-Glp-(1->4)ligadas apresentam-se substituídas em O-6 por terminais não redutores de ß-DNosA. Este heteropolissacarídeo, contendo ácido nosturônico, isolado da biomassa de Nostoc sp. de vida livre apresentou um efeito analgésico dose dependente, com ID50 de 7,0 (3,5 - 14,0) mg/kg, inibindo 86 ± 8 % o número de contorções abdominais, na dose de 30 mg/kg, quando suas propriedades antinociceptiva e antiinflamatória foram avaliadas in vivo.Abstract: The structures of polysaccharides obtained from lichen phycobionts considered representatives of green algae (Trebouxia sp.) and cyanobacteria (Nostoc muscorum; UTEX - 2493), and free-living cyanobacteria (Nostoc muscorum; UTEX - 2209 and Nostoc sp.) were studied. The photobiont Trebouxia sp. and species of Nostoc muscorum (cyanobiont and free-living) were cultured in liquid TM and BG-11 media, respectively, and both, the polysaccharides of the biomass such as exopolysaccharides present in the culture medium were analyzed. For the photobiont Trebouxia sp., three fractions were purified, all composed of ß-D-galactofurannan (1->5)-linked which should to be linear, substituted at O-6 by ß-D-Galf units, or by complex side chains, composed of Manp 4-O- (12.6%), 2,4-di-O-(2.0%), 2,3-di-O(3.7%) and 2,6-di-O-substituted (4.5%) units, having also a-D-Rhap, ß-D-Araf, ß-DGalf, and a-D-Manp as non-reducing end units. For Nostoc muscorum cyanobiont a linear ß-D-xylan (1->4)-linked was obtained from the exopolysaccharide fraction, and a heteropolysaccharide, mainly composed of units of ß-L-Arap-and ß-D-Xylp - both (1->4)-linked, partially substituted at O-3 by a-D-Manp units, which in turn are also substituted at O-3 or O-2 by a-D-Manp, or a-L-Fucp as non-reducing end units, were characterized. Since it was not possible to purify polysaccharidic fractions from freeliving Nostoc muscorum, due to its heterogeneity and the low income, free-living Nostoc sp. was submitted to subsequent aqueous and alkaline (KOH 1 %) extractions, from which three fractions were obtained, showing homogeneous elution profiles when analyzed by HPSEC-MALLS, and similar monosaccharide compositions, showing high levels of ribose, and xylose, galactose and glucose were observed. All fractions derived from Nostoc sp. showed signs of 13C at d 181.8, 175.3, 84.2 and 18.8 characterized as being related to the presence of 3-O-lactyl Dglucoronic acid, named nosturonic acid (NosA), an unusual monosaccharide composed of a glucuronic acid substituted at O-3 by a lactyl group. The set of results indicates that this heteropolysaccharide isolated from free-living Nostoc sp. biomass is mostly made up of ß-D-Xylp-, a-D-Galp- and ß-D-Glcp-(1->4)-linked units. ß-D-Xylp(1->4)-linked units are substituted by non-reducing end a-D-Ribf units at O-3, while ßD-Glp-(1->4)-linked units presents substitution at O-6 by non-reducing end units of ß-D-NosA. This heteropolysaccharide with nosturonic acid isolated from the biomass of free-living Nostoc sp. showed a marked and dose-dependet inhibition of the acetic acid-induced nociceptio, with ID50 of 7.0 (3.5-14.0) mg/kg and inhibition of 86 ± 8 % at a dose of 30 mg/kg, when antinociceptive and anti-inflammatory properties were evaluated in vivo