Influência de fatores bióticos e abióticos na composição de metabólitos secundários em cianobactérias
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Dissertação de mestrado
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Resumo
Cianobactérias são conhecidas por produzirem uma grande quantidade de peptídeos
bioativos, sendo os mais comuns as microcistinas, anabaenopeptinas, cianopeptolinas e
microviridinas. As hipóteses sobre as funções destes peptídeos incluem proteção contra
predação, alelopatia, quorum sensing bacteriano e metabolismo interno, porém, algumas
destas funções podem ser apenas secundárias. A compreensão dos fatores que afetam a
produção destes compostos pode ajudar a compreender suas funções ecológicas e
fisiológicas. Neste trabalho, a influência de diferentes fatores (intensidade luminosa,
concentração de ferro e extratos zooplânctonicos) no perfil peptídico de cianobactérias
foi testada. Os testes foram feitos com duas cepas de Radiocystis fernandoii
(experimentos de luz e zooplâncton), uma de Planktothrix agardhii (experimento de
ferro) e uma de Microcystis panniformis (experimento de zooplankton). Todos os
experimentos foram feitos em triplicatas, em condições de crescimento controladas e com
a variação de um único fator. Ao final dos experimentos as culturas foram liofilizadas, os
peptídeos extraídos com metanol 75% e purificados em colunas SPE C18. A
quantificação dos compostos foi feita a partir de HPLC e a identificação através de um
espectrômetro de massa. Os resultados mostraram que o padrão peptídico é influenciado
por diferentes intensidades luminosas e concentrações de ferro, enquanto que os extratos
de zooplâncton praticamente não tiveram efeito. Isto pode ser uma evidência de que a
toxicidade destes compostos para outros organismos pode ser apenas uma funcao
secundária. Foi possível perceber que a concentração de peptídeos não é necessariamente
maior nas melhores condições de crescimento. É importante ressaltar a necessidade de
considerar todo o espectro de peptídeos produzidos por uma cepa ou espécie ao estudar a
relação destes compostos, os fatores ambientais, suas funções ecológicas e fisiológicas.
Abstract
Cyanobacteria are known to produce different bioactive peptides. The most common are
microcystins, cyanopeptolins, anabaenopeptins and microviridins. The hypotheses about
the functions of these metabolites include protection against grazing, allelophatic effects,
quorum sensing and internal metabolism, but some of these functions might be only of
secondary importance. The comprehension of the factors affecting the production of these
compounds may give some clues about its ecological and physiological functions. In this
study, the influence of different factors (light, iron concentration and zooplankton
extracts) on the pattern of peptides in cyanobacteria was tested. The experiments were
done with two strains of Radiocystis fernandoii (light and zooplankton experiments) one
strain of Planktothrix agardhii (iron experiments) and one strain of Microcystis
panniformis (zooplankton experiments). All the experiments were done in triplicates
under controlled growth conditions with the variation of a single factor. At the end of the
experimental time, cultures were freeze dried and the peptides extracted with methanol
75% and purified with C18 SPE cartridges. The peptides were quantified by HPLC and
the main peaks were analyzed in a mass spectrometer. The results showed that the
peptide pattern is influenced by different light intensities and iron concentration, while
the zooplankton extracts had almost no influence. These results may indicate that the
toxic function of these compounds might be secondary. It was possible to see that the
peptide concentration is not necessarily higher when the growth conditions are better. It is
also important to note that it is necessary to consider the whole array of peptides
produced by a strain or species in order to study the relationship between these
compounds, its ecological and physiological functions and the environmental factors.
Assunto
Ecologia, Cianobactérias, Peptídeos
Palavras-chave
Cianobactérias, Ecologia, Peptídico