Diversidade e potencial biotecnológico de actinomicetos recuperados do sedimento marinho coletado no arquipelágo São Pedro e São Paulo, Brasil

FERREIRA, E. G. Diversidade e potencial biotecnológico de actinomicetos recuperados do sedimento marinho coletado no Arquipélago São Pedro e São Paulo, Brasil. 2014. 157 f. Tese (Doutorado em Ciências Marinhas Tropicais) - Instituto de Ciências do Mar. Universidade Federal do Ceará. Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.Marine organisms are recognized for their ability to synthesize bioactive molecules with unique mechanisms of action peculiar structures. This study conducted a study about the biological diversity and biotechnological potential of microorganisms recovered from sediment samples St. Peter and St. Paul Archipelago (SPSPA) located almost a thousand miles from the Brazilian coast. The sediment samples were processed for isolation of cultivable microorganisms and to estimating microbial diversity based on the analysis of metagenomic DNA. The isolated cultures were grown on broth medium for the extraction with organic solvents and subsequent characterization of cytotoxic activity on human adenocarcinoma cells (HCT-116) and the chemical profile by liquid chromatography followed by mass spectrometry (LC-MS) and subsequent analysis on the basis of AntiMarin data. The study of diverse groups of bacteria and archaea through the DGGE techniques performed to the samples of the first (E1) and second semester (E2) showed that there is a marked similarity of 62.8% to the group of bacteria, whereas for Archaea, the similarity was 32.9%. In total 61UTOs from bacteria and Archaea were obtained for 32 OTUs. In relation to cultivable bacteria a total of 268 strains of bacteria was recovered from the 21 samples collected sediment. In the evaluation of biological activity, 41 extracts showed cytotoxicity, with IC50 ranging from 0.04 to 31.55μg/mL. From this result, three bacteria were chosen for bioguided fractionation of the active compounds. In the extract of BRA-132, identified as Salinispora sp., were identified bioactive compounds the group of staurosporinesbeyond saleniketals and rifamycin. Extract the BRA-199, identified as Streptomycessp., were isolated three diketopiperazines, however none of them showed cytotoxicactivity in addition to cytotoxic activity piericidin A and A glycol-piericidin A. Already BRA-177, identified as Actinomadura sp., were isolated the molecules cyclononilprodigiosin and nonilprodigiosin of the group prodigiosins, which have potent cytotoxic activity were isolated. These results demonstrate that, despite the low diversity observed by DGGE, the culturable bacteria SPSPA have high biotechnological potential.Microrganismos marinhos são reconhecidos por sua capacidade de sintetizar moléculas bioativas com estruturas únicas e mecanismos de ação peculiares. O presente trabalho realizou um estudo sobre a diversidade biológica e potencial biotecnológico de microrganismos recuperados de amostras dos sedimentos do Arquipélago São Pedro e São Paulo (ASPSP), localizado a quase mil quilômetros da costa brasileira. As amostras de sedimento foram processadas para isolamento dos microrganismos cultiváveis e para estimativa da diversidade microbiana a partir da análise do ADN metagenômico. As culturas isoladas foram crescidas em meio líquido para extração com solventes orgânicos e posterior caracterização da atividade citotóxica em células de adenocarcinoma humano (HCT-116) e do perfil químico por cromatografia líquida seguida de espectrometria de massas (CL-EM) e posterior análise na base de dados AntiMarin. O estudo preliminar da diversidade de grupos de Bacteria e Archaea através das técnicas de DGGE realizado para as amostras do primeiro (E1) e segundo semestre (E2) mostraram que existe uma semelhança acentuada de 62,8% para o grupo das bactérias, enquanto para o Archaea, a similaridade foi de 32,9%. Ao todo foram obtidos 61 UTOs de bactérias e 32 UTOs para Archaea. Em relação às bactérias cultiváveis, um total de 268 estirpes de bactérias foi recuperado a partir das 21 amostras de sedimentos recolhidos. Na avaliação da atividade biológica, 41 extratos demonstraram citotoxicidade, com CI50 variando entre 0,04 e 31,55μg/mL. A partir desse resultado, três bactérias foram escolhidas para o fracionamento bioguiado dos compostos ativos. No extrato da BRA-132, identificada como Salinispora sp., foram identificados compostos bioativos do grupo das estaurosporinas além da saleniketais e rifamicina. Do extrato da BRA-199, identificada como Streptomyces sp., foram isoladas três dicetopiperazinas, entretanto nenhuma delas demonstrou atividade citotóxica, além dos compostos citotóxicos piericidina A e glicopiericidna A.Já da BRA-177, identificada como Actinomadura sp., foram isoladas moléculas do grupo das prodigiosinas, ciclononilprodigiosina e nonilprodigiosina, que apresentam potente atividade citotóxica. Esses resultados demonstram que, apesar da baixa diversidade observada pelo DGGE, as bactérias cultiváveis do ASPSP apresentam elevado potencial biotecnológico