Influência do cátion manganês-II como agente abiótico no metabolismo secundário de fungos extremófilos do gênero Talaromyces
| dc.contributor.advisor1 | Filho, Edson Rodrigues | |
| dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3667941735597178 | |
| dc.contributor.advisor1orcid | https://orcid.org/0000-0003-4305-0326 | |
| dc.contributor.author | Alves, Mauricio Augusto Pinto Moreno da Silva | |
| dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/0492505516508288 | |
| dc.contributor.authororcid | https://orcid.org/0009-0004-1291-7913 | |
| dc.contributor.referee | Pilau, Eduardo Jorge | |
| dc.contributor.referee | Amaral, Jéssica Cristina | |
| dc.contributor.referee | Filho, Antonio José Cantanhede | |
| dc.contributor.referee | Fernandes, João Batista | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/0859421816184957 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/6610572791860659 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/2920215807337108 | |
| dc.contributor.refereeLattes | http://lattes.cnpq.br/2691336077459602 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-9175-3520 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-4509-259X | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-2009-2817 | |
| dc.contributor.refereeorcid | https://orcid.org/0000-0002-2924-3327 | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-16T19:25:57Z | |
| dc.date.issued | 2025-08-29 | |
| dc.description.abstract | This study investigated the impact of the manganese-(II) cation as an abiotic inducer in modulating the secondary metabolism of extremophilic fungi of the genus Talaromyces, with a focus on the production of bioactive compounds with antioxidant potential. Three experimental models were conducted using the species Talaromyces sp., Talaromyces fuscoviridis, and Talaromyces aureolinus, cultivated in modified media containing different concentrations of Mn²⁺, aiming to activate latent biosynthetic pathways and promote the generation of novel or poorly explored secondary metabolites. In Chapter 1, the effect of increasing manganese concentrations (0 to 1000 mM) on the metabolic profile of Talaromyces sp. was evaluated, with emphasis on significant alterations in polyketides involved in the mixed pathway of meroterpenoid biosynthesis. Seven compounds were isolated and characterized by NMR and HRMS, including phenols and hydroxybenzoic acids. Multivariate analyses (PCA and dendrogram) revealed that intermediate concentrations (125 and 250 mM) induced distinct changes in the chemical profile, suggesting disruption in the biosynthesis of specific metabolites. In Chapter 2, the extracts were subjected to antioxidant screening using an adapted DPPH-UPLC assay. The addition of Mn²⁺ enhanced the antioxidant activity of specific fractions, correlating oxidative stress with the increased production of phenolic and aromatic compounds. GC-MS analysis allowed the annotation of substances absent in the control extracts. In Chapter 3, the study focused on the fungus Talaromyces fuscoviridis, isolated from soil contaminated by copper mine tailings. The production of polyene steroids was stimulated by cultivation in rice supplemented with Mn²⁺, resulting in the isolation of two major compounds: Ergosta-3(4),7,14,22-tetraene (1a), unprecedented in the literature, and Ergosta-5,7,14,22-tetraen-3β-ol (2a), with structures confirmed by 1D/2D NMR, HRMS, and X-ray diffraction. Both exhibited antioxidant activity greater than 80% compared to β-carotene at low concentrations. PCA analysis showed clear separation between samples with and without Mn²⁺, confirming the inducing role of the cation in steroidal biosynthesis. Finally, in Chapter 4, three lactone depsidones were isolated and quantified from Talaromyces aureolinus grown in Czapek medium and rice supplemented with manganese: compound 1 (11-hydroxy-3-(1-hydroxy-3-methylbutyl)-4-methoxy-9-methyl-5H,7H-dibenzo[b,g][1,5]dioxocin-5-one), compound 2 (7-hydroxy-4,11-dimethoxy-3-vinyl-5H,7H-dibenzo[b,g][1,5]dioxocin-5-one), and compound 3 (1,6-dihydroxy-8-methyl-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepin-11-one). Quantification by UPLC-MS indicated that Mn²⁺ favored the production of all three isolated compounds, suggesting a selective effect on the lactone biosynthetic pathway. The integration of spectroscopic data and molecular networking (GNPS) revealed alterations in the global chemical profile, with distinct clustering between treatments with and without Mn²⁺. The results demonstrate that manganese acts as an effective modulator of metabolic expression in extremophilic fungi, favoring the production of metabolites with biotechnological potential. This research contributes to the understanding of the adaptive response of these organisms to metal-induced stress and provides a basis for the rational exploration of microbial biodiversity as a source of novel bioactive compounds. | eng |
| dc.description.resumo | Este trabalho investigou o impacto do cátion manganês-II como indutor abiótico na modulação do metabolismo secundário de fungos extremófilos do gênero Talaromyces, com foco na produção de compostos bioativos com potencial antioxidante. Foram conduzidos três modelos experimentais utilizando as espécies Talaromyces sp., Talaromyces fuscoviridis e Talaromyces aureolinus, cultivadas em meios modificados contendo diferentes concentrações de Mn²⁺, com o objetivo de ativar vias biossintéticas latentes e promover a geração de metabólitos secundários inéditos ou pouco explorados. No Capítulo 1, avaliou-se o efeito de concentrações crescentes de manganês (0 a 1000 mM) sobre o perfil metabólico de Talaromyces sp., com destaque para alterações significativas em policetídeos envolvidos na rota mista de formação dos meroterpenoides. Foram isolados e caracterizados sete compostos por RMN e HRMS, incluindo fenóis e ácidos hidroxibenzoicos. Análises multivariadas (PCA e dendrograma) revelaram que concentrações intermediárias (125 e 250 mM) induziram mudanças distintas no perfil químico, sugerindo perturbação na biossíntese de metabólitos específicos. No capítulo 2, os extratos foram submetidos a triagem antioxidante utilizando um método adaptado de análise por DPPH-UPLC. A adição de Mn²⁺ aumentou a atividade antioxidante de frações específicas, correlacionando o estresse oxidativo à maior produção de compostos fenólicos e aromáticos. A análise por GC-MS permitiu anotar substâncias ausentes nos extratos controle. No Capítulo 3, o estudo concentrou-se no fungo Talaromyces fuscoviridis, isolado de solo contaminado por rejeito de mina de cobre. A produção de esteroides poliênicos foi estimulada pelo cultivo em arroz suplementado com Mn²⁺, resultando no isolamento de dois compostos majoritários: Ergosta-3(4),7,14,22-tetraeno (1a), inédito na literatura, e Ergosta-5,7,14,22-tetraeno-3β-ol (2a), com estruturas confirmadas por RMN 1D/2D, HRMS e difração de raios X. Ambos apresentaram atividade antioxidante superior a 80% em comparação ao β-caroteno em baixas concentrações. A análise por PCA evidenciou clara separação entre as amostras com e sem Mn²⁺, confirmando o papel indutor do cátion na biossíntese esteroidal. Por fim, no Capítulo 4, foram isoladas e quantificadas três depsidonas lactônicas produzidas pelo fungo Talaromyces aureolinus cultivado em meio czapek e arroz suplementado com manganês: composto 1 (11-hidroxi-3-(1-hidroxi-3-metilbutil)-4-metoxi-9-metil-5H,7H-dibenzo[b,g][1,5]dioxocina-5-ona), composto 2 (7-hidroxi-4,11-dimetoxi-3-vinil-5H,7H-dibenzo[b,g][1,5]dioxocina-5-ona) e composto 3 (1,6-di-hidroxi-8-metil-11H-dibenzo[b,e][1,4]dioxepina-11-ona). A quantificação por UPLC-MS indicou que o Mn²⁺ favoreceu a produção dos três compostos isolados, sugerindo efeito seletivo sobre a via biossintética das lactonas. A integração de dados espectroscópicos e redes moleculares (GNPS) evidenciou alterações no perfil químico global, com agrupamentos distintos entre os tratamentos com e sem Mn²⁺. Os resultados demonstram que o manganês atua como modulador eficaz da expressão metabólica em fungos extremófilos, favorecendo a produção de metabólitos com potencial biotecnológico. A pesquisa contribui para o entendimento da resposta adaptativa desses organismos ao estresse metálico e oferece subsídios para a exploração racional da biodiversidade microbiana como fonte de novos compostos bioativos. | por |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | 01 | |
| dc.identifier.citation | ALVES, Mauricio Augusto Pinto Moreno da Silva. Influência do cátion manganês-II como agente abiótico no metabolismo secundário de fungos extremófilos do gênero Talaromyces. 2025. Tese (Doutorado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22773. | por |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/20.500.14289/22773 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | |
| dc.publisher.address | Campus São Carlos | |
| dc.publisher.initials | UFSCar | |
| dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Química - PPGQ | |
| dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | en |
| dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | |
| dc.subject | Fungos extremófilos | por |
| dc.subject | Talaromyces sp | por |
| dc.subject | Talaromyces fuscoviridis | por |
| dc.subject | Talaromyces aureolinus | por |
| dc.subject | Compostos bioativos | por |
| dc.subject | Extremophilic fungi | eng |
| dc.subject | Bioactive compounds | eng |
| dc.subject.cnpq | CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA | |
| dc.title | Influência do cátion manganês-II como agente abiótico no metabolismo secundário de fungos extremófilos do gênero Talaromyces | por |
| dc.title.alternative | Influence of the cation manganese-II as an abiotic agent on the secondary metabolism of extremophilic fungi of the genus Talaromyces | eng |
| dc.type | Tese |
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