Binding Events of (S)-N-(3-Oxo-octanoyl)-homoserine Lactone with Agrobacterium tumefaciens Mutant Cells Studied by Saturation Transfer Difference NMR

Quorum-sensing is a widely studied communication phenomenon in bacteria, which involves the production and detection of signaling substances in relation with cell density and colony behavior. Herein, the membrane binding interactions of the signal (S)-N-(3-oxo-octanoyl)-HSL with A. tumefaciens NTL4(pZLR4) cells were studied using saturation transfer difference NMR spectroscopy (STD-NMR). The substance epitope map was obtained showing that the hydrophobic acyl chain is the most important interacting site for the signal and the cell membrane. Results were interpreted upon comparisons with a simpler system, using liposomes as membrane models. Some insights on the use of β-cyclodextrin as acyl-HSL carrier were also provided

Semiochemicals produced by phytopathogenic bacteria and Brazilian opilionids

Orientador: Anita Jocelyne MarsaioliDissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaResumo: Este trabalho abordou dois tópicos relacionados à comunicação química inter e intraespecífica. O primeiro tópico descreveu a produção de sinalizadores químicos da classe das acil-homosserina lactonas (acil-HSLs) por bactérias Gram-negativas fitopatogênicas, em mecanismos comunicativos conhecidos como quorum-sensing. Foram estudadas três espécies: Erwinia psidii RODRIGUES, que causa a principal bacteriose da goiabeira no Brasil;Pantoea ananatis SERRANO, um fitopatógeno de distribuição mundial e que causa perdas em diversas culturas agrícolas e Pantoea agglomerans EWING & FIFE, isolada da doença da ¿pinta branca do milho¿. O estudo propiciou a identificação de diversos metabólitos da classe das acil-HSLs, sendo que os produtos majoritários tiveram suas configurações absolutas estabelecidas. Avaliou-se ainda a atividade biológica de extratos, frações e produtos sintéticos com o biossensor Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4), em ensaios de expressão de enzimas ß-galactosidase. Trata-se de um trabalho pioneiro no Instituto de Química da Unicamp. Na segunda linha de pesquisas desenvolvida, o enfoque recaiu sobre alomônios produzidos por opiliões (Arachnida: Opiliones) e utilizados em XII mecanismos de defesa química contra predadores e na defesa territorial. Estudou-se as secreções de defesa das espécies Goniosoma longipes ROEWER e Camarana flavipalpi SOARES, nativas do Estado de São Paulo. Este trabalho rendeu a identificação de benzoquinonas substituídas e um fenol, inclusive com a caracterização de um produto natural inédito (2-etil-3-metil-1,4- benzoquinona)Abstract: This work encompasses two different topics, both related to the intra and interspecific chemical communication. The first part concerns to the production of acyl-homoserine lactones (acyl-HSLs), which are signalling substances of Gram-negative, plant pathogenic bacteria. These substances are responsible for their chemical communication, in a process known as quorumsensing. Three species were studied: Erwinia psidii RODRIGUES, which causes the most important bacteriosis in Brazilian guava crops; Pantoea ananatis SERRANO, a worldwide-spread phytopathogen, which causes crop losses in different plant species and Pantoea agglomerans EWING & FIFE, isolated from the ¿white spot disease¿ of maize in Brazil. This study allowed the identification of four acyl-HSLs, and the absolute configurations of the most abundant substances were established. The activities of the extracts, fractions and synthetic products were evaluated using the bioreporter Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4), in ß-galactosidase expression assays. This is a pioneer work at the Chemistry Institute at Unicamp. The second research topic was on the opilionids allomones (Arachnida: Opiliones), employed in chemical defense mechanisms against predators and in territorial defense. The exudates of Goniosoma longipes ROEWER and Camarana flavipalpi SOARES, both native from São Paulo State (Brazil), were chemically characterized, allowing the identification of a known substituted XIV benzoquinone and a phenol, including a new natural product (2-ethyl-3- methyl-1,4-benzoquinone)MestradoQuimica OrganicaMestre em Químic

Acyl-homoserine lactones from the phytopathogenic bacteria Pantoea ananatis and Methylobacterium mesophilicum and chemical defense in the harvestman Hoplobunus mexicanus

Orientador: Anita Jocelyne MarsaioliTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de QuimicaAs bactérias Gram-positivas e Gram-negativas possuem um mecanismo de comunicação química intra-específico conhecido como ¿quorum-sensing¿, regulando a expressão de uma vasta gama de atividades biológicas. As bactérias Gram-negativas utilizam acil-homosserina lactonas (acil-HSLs) como principais substâncias sinalizadoras. Na presente tese, relatamos a determinação da configuração absoluta do raro metabólito (S)-(-)-N-heptanoil-HSL produzida pela bactéria fitopatogênica Pantoea ananatis. A configuração absoluta desta substância foi determinada através da técnica de cromatografia gasosa com detecção por ionização em chama com coluna quiral, através de comparações de tempo de retenção e co-injeção com padrões sintetizados. Avaliou-se também a importância da configuração absoluta para a atividade antimicrobiana de acil-HSLs contra bactérias Gram-positivas (Bacillus subtilis, Bacillus cereus e Staphylococcus aureus). Curiosamente, o enantiômero não natural (R)-N-3-oxo-octanoil-HSL foi tão ativo quanto o produto natural (S). Estudou-se também as interações da (S)-N-3-oxo-octanoil-HSL com células de Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4) através da técnica de ressonância magnética nuclear de hidrogênio por diferença de transferência de saturação (STD-RMN), revelando que o primeiro evento de interação da substância com a célula ocorre com a região lipídica da membrana celular externa. Finalmente, realizou-se o estudo químico das substâncias sinalizadoras produzidas pela bactéria Methylobacterium mesophilicum, que ocorre simbioticamente com a bactéria Xylella fastidiosa nos vasos condutores de laranjeiras atacadas pela clorose variegada dos citros. Entre os vários resultados inéditos, reportamos a caracterização e síntese do produto natural inédito (S)-N-(2E)-dodecenoil-HSL e a primeira síntese do metabólito (S)-N-(2E, 7Z)-tetradecadienil-HSL. Outrossim, reportamos a primeira caracterização da configuração absoluta de cinco acil-HSLs naturais de cadeia longa. Realizou-se também estudos relacionados aos efeitos das acil-HSLs sintéticas contra bactérias Gram-positivas endofíticas da laranjeira. Adicionalmente, caracterizou-se a secreção de defesa do opilião Hoplobunus mexicanus. O repertório de defesa deste animal é composto por dois componentes voláteis de alta irritabilidade (2,5-dimetil-fenol e 2-metil-5-etil-fenol), além da tanatose e emissão de sons, uma característica inédita em opiliõesGram-positive and Gram-negative bacteria use quorum sensing communication circuits to regulate a diverse array of physiological activities. In general, Gram-negative bacteria use acylated homoserine lactones (acyl-HSLs) as autoinducers, and Gram-positive bacteria use processed oligo-peptides. In the present work, we relate the absolute configuration determination of the rare metabolite (S)-(-)-N-heptanoyl-HSL produced by the phytopathogen Pantoea ananatis. The absolute configuration was determined by gas chromatography coupled to flame ionization detection with chiral column, through retention time comparison and co-injections with synthetic products. The importance of the absolute configuration for the antimicrobial activity of acyl-HSL against Gram-positive bacteria (Bacillus subtilis, Bacillus cereus and Staphylococcus aureus) was assessed. Curiously, non-natural (R)-N-3-oxo-octanoyl-HSL was as active as the natural product with (S) absolute configuration. The interaction of (S)-N-3-oxo-octanoil-HSL with Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4) cells was further studied using hydrogen nuclear magnetic resonance experiments with saturation transfer difference (STD-NMR) revealing that the first binding event is the diffusion through the lipidic part of the outer membrane. Finally, we have investigated the chemical study of the signaling substances produced by Methylobacterium mesophilicum, which co-occurs with Xylella fastidiosa in orange trees affected by the citrus variegated chlorosis disease. Among several results, we report herein the characterization and synthesis of a new natural product [(S)-N-(2E)-dodecenoyl-HSL], the first synthetic procedure for the rare (S)-N-(2E,7Z)-tetradecadienyl-HSL and the occurrence of a rare long, odd chain representative (N-tridecanoyl-HSL) in trace amounts. We report the first absolute configuration determination for five natural acyl-HSLs. We have also studied the effects of synthetic acyl-HSLs on Gram positive bacteria isolated from orange tissues. Additionally, the defensive secretion produced by the harvestman Hoplobunus mexicanus was characterized. The defensive repertory of this arachnid includes two irritating and volatile components (2,5-dimethyl-phenol and 2-methyl-5-ethyl-phenol), besides thanatosis and sound emission, a new behavioral artifice in opilionidsDoutoradoQuimica OrganicaDoutor em Ciência

Legislative Documents

Also, variously referred to as: House bills; House documents; House legislative documents; legislative documents; General Court documents