Avaliação do metabolismo de Colletotrichum acutatum quando cultivado na presença de outros fungos

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Produtos Naturais

Autores

Gomes, W.F. (IFMA)

Resumo

A biossíntese de metabolitos secundários em microrganismos é controlada por mecanismos regulatórios limitando a descoberta de novos compostos bioativos. Assim, novas estratégias na obtenção de metabolitos secundários de microrganismos necessitam ser traçadas. Desta forma, o objetivo desse trabalho é verificar a variação do metabolismo do fungo Colletotrichum acutatum quando cultivado na presença de outros microrganismos. O fungo foi cultivado na presença de outros fungos e, após análises por CCD, o fungo T. arundinaceum foi escolhido para cultivo em larga escala com C. acutatum. Nas análises por CCD foi observada uma mancha vermelha intensa no extrato obtido da zona de enfrentamento de C. acutatum. Após isolamento e purificação, o composto foi identificado como ácido indol-3-acético.

Palavras chaves

metabolitos secundários; co-cultivo; ácido indol-3-acético

Introdução

Os microrganismos, em geral, estão em constante interação na natureza, principalmente em áreas amplamente colonizadas. A competição neste ambiente, faz com que haja uma prioridade em sobreviver fazendo com que os microrganismos produzam metabolitos bioativos (KNIGHT et al., 2003). Assim, nas condições não naturais de cultivo, grupos de genes potencialmente interessantes, responsáveis pela expressão de metabolitos que aumentam a competitividade no meio ambiente, podem não estar sendo expressados (PETTIT, 2009). Uma estratégia utilizada para adquirir uma proximidade com o ambiente microbiológico natural é cultivar um microrganismo em presença de outro. Em estudos prévios, a utilização de co-cultivos estimulou a produção de metabolitos secundários e/ou aumentou a atividade biológica de extratos microbianos (PARK et al., 2009). Os mecanismos específicos pelos quais as interações entre várias espécies induzem a produção de metabolitos secundários ainda não são bem definidos, entretanto, o isolamento de várias substâncias inéditas com atividade biológica evidenciam que o co-cultivo representa uma estratégia promissora na indução da expressão do potencial metabólico microbiano. O cultivo de um fungo na presença de outro microrganismo pode representar uma ferramenta útil no estudo das interações que ocorrem em um dado ecossistema. Assim, o estudo de culturas mistas de microrganismos poderá possibilitar a descoberta de novas moléculas biologicamente ativas e ainda fornecer dados para aprofundar o entendimento das interações entre vários fungos e sua relação com a planta hospedeira. O objetivo desse trabalho é verificar a variação do metabolismo do fungo C. acutatum quando cultivado na presença de outros microrganismos.

Material e métodos

Os microrganismos foram cultivados em placas de Petri (15,0 x 15,0 cm) contendo o meio BDA (batata-dextrose-ágar). C. acutatum foi cultivado na presença de outros microrganismos, onde 1 disco de 5 mm de cada fungo foi incorporado ao meio de cultivo de maneira que os discos ficassem equidistantes. Após o contato das hifas, a partes de interesse foram cortadas e extraídas com AcOEt. Foi realizada a comparação por CCD (revelador: vanilina) dos extratos obtidos das zonas de interesse. Os fungos utilizados para o co-cultivo com C. acutatum foram: Alternaria alternata, Guignardia citricarpa, Phytophtora nicotianae, Memmoniela levispora, Botrytis cinerea e Trichoderma arundinaceum. Após as análises por CCD, o fungo T. arundinaceum foi escolhido para co-cultivo em larga escala com C. acutatum. Após o cultivo misto, as zonas de interesse foram extraídas com AcOEt. O extrato foi fracionado em uma coluna de sílica gel usando solvente orgânico como eluente (Hex:AcOEt 80%). Após purificação, o composto foi identificado por Ressonância Magnética Nuclear (RMN 1H e 13C).

Resultado e discussão

As análises preliminares por CCD apresentaram uma mancha vermelha intensa no extrato obtido da área de enfrentamento de C. acutatum, quando cultivado com T. arundinaceum. A substância representada pela mancha vermelha foi isolada como um sólido branco do ext. AcOEt da região de enfrentamento de C. acutatum com T. arundinacium. O espectro de RMN 1H apresentou sinais característicos de hidrogênios de anel aromático. As multiplicidades e constantes de acoplamento evidenciaram a presença de um anel indólico monossubstituído na molécula. O espectro de RMN 13C também apresentou sinais de carbonos na região de aromáticos, além de um sinal em δ 32,0 referente ao carbono metilênico alfa a carboxila. O sinal do carbono da carboxila foi observado em δ 176,6. Com base em análises espectroscópicas, o composto foi identificado como sendo o alcaloide indólico ácido indol-3-acético (IAA). O IAA é conhecido por ser um hormônio de crescimento produzido por plantas. Essa auxina é responsável pelo alongamento do tecido vegetal, ajudando na divisão celular. Existem alguns relatos de que microrganismos produzem metabolitos comuns em plantas, como o ácido jasmônico e ácido salicílico. Alguns trabalhos dão ênfase também à produção do IAA por microrganismos no momento da infecção, já que a produção dessa auxina pelo fungo, faz com que a planta acelere seu metabolismo de divisão celular ficando mais susceptível ao ataque. Outra vertente desse caso é que o fungo pode produzir esse hormônio acelerando o crescimento do vegetal, lhe oferecendo mais nutrientes para que se desenvolva e colonize o tecido vegetal.

Conclusões

A utilização de culturas mistas de microrganismos mostrou-se eficiente para o entendimento do comportamento de C. acutatum na presença de outros microrganismos, podendo ser este, um parâmetro para se avaliar este patógeno em seu habitat natural. Foram testados seis fungos diferentes cultivados na presença de C. acutatum, onde após comparações cromatográficas das regiões de enfrentamento, pôde-se observar o aumento na produção de IAA quando este fungo foi cultivado na presença de T. arundinacium.

Agradecimentos

Os autores desse trabalho agradecem à Capes e ao CNPq pelas bolsas concedidas. Ao IFMA (Campus Imperatriz) pelo apoio concedido.

Referências

KNIGHT, V., SANGLIER, J. J., DITULIO, D., BRACCILI, S., BONNER, P., WATERS, J., HUGHES, D., ZHANG, L. Diversifying microbial natural products for drug Discovery. Applied Microbialogy and Biotechnology, 62, 446, 2003.
PARK, H. B., KWON, H. C., LEE, C. H., YANG, H. O. Glionitrin A, an antibioticantitumor metabolite derived from competitive interaction between abandoned mine microbes. Journal of Natural Products, 72, 248, 2009.
PETTIT, R. K. Mixed fermentation for natural product drug Discovery. Applied Microbialogy and Biotechnology, 83, 19, 2009.