Secondary metabolism from the fungi Penicillium sp AND Fusarium moniliforme found as endophytc of Melia azedarach (MELIACEAE).

From healthy tissues of M. azedarach, 59 isolates of endophytic fungi were obtained, representing eight genera (one Ascomycetes, one Basidiomycetes and six Hyphomycetes). Genera Aspergillus and Penicillium were the most found in this present study. Extracts of two fungal strains, Penicillium sp e Fusarium moniliforme were investigated chemically. This investigation resulted in the isolation of 34 pure compounds. Three were obtained from F. moniliforme: two depsidipeptides (bassiatin and a new natural product) and the ergosterol peroxide. From the Penicillium sp were isolated 10 novel meroterpenes (preaustinoid A, preaustinoid B, preaustinoid A2, preaustinoid A1, austinolide, preaustinoid B1, isoaustinone, austinoneol, preaustinoid B2, and preaustinoid A3), three known meroterpenes(acetoxydehydroaustin, dehydroaustin, and neoaustin). The other two meroterpenes are still to be identified. In addition, it has been found five lignans compounds (two were identified as novel natural products), six alkaloids (three of them identified as verruculogen, Tr-2 and its isomer), two lactones derivatives (penicillic acid and dehidropenicillic acid), one nucleoside (uridine) and two poliols (eritritol and mannitol). Some extracts and fractions from these two microorganisms were submitted to biological assays (antibacterial and insecticidal). The meroterpene dehydroaustin showed a great insecticidal activity against the mosquito Aedes aegyptii. An analytical strategy, based on liquid-chromatography-mass spectrometry hyphenation was established for the comparison of the secondary metabolites composition of the host plant and the fungus Penicillium sp. This methodology had the meroterpenes and limonoids from M. azedarach as targets in order to compare the metabolism between these two associated organisms. Liquid chromatography-mass spectrometry methodology allowed the standard meroterpenes identification in the extracts derived from this microorganism cultivated on rice and maize, as well as, other metabolites, verruculogen, uridine and a new lignan. Gas chromatography-mass spectrometry analysis supplied the apolar constituents identification of the fungus on distinct substrates. Biogenetics studies involving molecular biology related to meroterpenes were carried out using the tetraketide precursor 3,5 dimethyl orsellinic acid. As a result of this, were found three related genes to polyketides (non-reduced, partially reduced, and highly modified) and C-methyltransferase gene. It suggests a relationship between these genes and the meroterpenoid production. Further studies should be carried out in order to investigate this relation.Dos tecidos sadios de M. azedarach foram obtidos 59 isolados de fungos endofíticos, representando oito gêneros (um Ascomycetes, um Basidiomycetes e seis Hyphomycetes), sendo Aspergillus e Penicillium os mais encontrados neste estudo. Os extratos de dois fungos, Penicillium sp e Fusarium moniliforme foram investigados quimicamente. Essa investigação resultou no isolamento de 34 compostos. Três deles foram obtidos de F. moniliforme: dois depsidipeptídeos (bassiatina e um novo produto natural) e o peróxido de ergosterol. Dos extratos de Penicillium sp foram isolados 10 meroterpenos de estruturas inéditas (preaustinóide A, preaustinóide B, preaustinóide A2, preaustinóide A1, austinolídeo, preaustinóide B1, isoaustinona, austinoneol, preaustinóide B2 e preaustinóide A3), três já descritos na literatura (acetoxidehidroaustina, dehidroaustina e neoaustina) e dois meroterpenos em identificação. Também foram isoladas cinco lignanas (duas foram identificadas como novos produtos naturais), seis alcalóides (três identificados como verruculogenina, TR-2 e seu isômero), duas lactonas (ácido penicílico e ácido desidropenicílico), um nucleosídeo (uridina) e dois polióis (eritritol e manitol). Alguns extratos e frações desses dois microrganismos foram submetidos a ensaios biológicos (antibacteriano e inseticida) e o meroterpeno dehidroaustina destacou-se por sua atividade contra as larvas do mosquito Aedes aegyptii. Outros estudos paralelos foram realizados com o fungo Penicillium sp, como o desenvolvimento de metodologias de análises por técnicas hifenadas a espectrometria de massas para a análise dos extratos oriundos do cultivo para averiguação da produção dos metabólitos secundários frente a um determinado substrato. Os métodos utilizando cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas permitiram a identificação dos meroterpenos utilizados como padrões, bem como os metabólitos verruculogenina, uridina e a lignana nos extratos desse microrganismo cultivado em arroz e milho. Adicionalmente foi realizado o estudo dos limonóides nos extratos a partir dos tecidos de M. azedarach por estas metodologias, com o objetivo de comparar o perfil metabólico dos dois organismos associados. As análises realizadas por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massas permitiram a identificação dos constituintes apolares do fungo cultivado na presença de diferentes substratos. Os estudos biogenéticos envolvendo biologia molecular dos meroterpenos foram realizados com o tetracetídeo precursor, o ácido 3,5-dimetilorselínico. Como resultado, foram encontrados três genes relacionados a policetídeos não reduzidos, parcialmente reduzidos e totalmente modificados e um gene que expressa a produção das enzimas C-metiltransferases, sugerindo uma possível relação desses genes na produção de meroterpenos, a qual dever ser constatada através da continuidade deste trabalho, agora envolvendo ambos os precursores policetídico e terpenoídico dessa classe de substâncias