Studies towards the dereplication of antibiotic constituents in Alternanthera brasiliana and associated microorganisms

Abstract

Alternanthera brasiliana is widely used by Brazilian people as a folk medicine for the treatment of numerous diseases. However, little is known about its chemical composition and the microorganisms that live in association with it. This work proposed the use of dereplication strategies to establish a correlation between chemical compounds present in the plant and the antibiotic activity associated with it. These strategies were also used for study endophytic micro-organisms associated with this plant, since the metabolites present in plant tissues are often result of interaction between plants and different factors present in their habitat, such as micro-organisms. 50 strains of endophytic micro-organisms associated to Alternanthera brasiliana were isolated. High-Throughput Screening strategies, which envolved analytical techniques as LC-PDA-MS, LC-PDA-MS/MS, LC-SPE-NMR and antibiosis assays allowed identification of antibiotic compounds present in the A. brasiliana stems. These compounds are member of oxylipins group, among which we highlight the 13-Z,E-KODE, 13-E,E-KODE, 9-E,Z-KODE and 9-E,EKODE. Furthermore, were identified some depsipeptides compounds produced by a strain of Fusarium fungus, isolated as endophyte of A. brasiliana. Beauvericin, which is one of these compounds , is known for its antibiotic and insecticide activities. This compound was also found in the plant extracts, suggesting that endophyte microorganism could play a role in producing antibiotic compounds inside plant tissues.Universidade Federal de Minas GeraisA planta Alternanthera brasiliana é popularmente conhecida por suas diversas atividades biológicas. Assim, o presente trabalho pretende contribuir com o uso de estratégias de desreplicação a fim de estabelecer uma correlação entre os compostos químicos presentes nesta planta e a atividade antibiótica associada a ela. Além disso, essas estratégias de desreplicação foram utilizadas para o estudo dos micro-organismos endofiticos associados a esta planta, uma vez que os metabólitos secundários presentes nos tecidos das plantas muitas vezes são resultado da interação desta planta com diversos fatores presentes em seu habitat, e dentre eles a interação com microorganismos merece destaque. Foram isoladas 50 cepas de micro-organismos endofiticos associados à planta Alternanthera brasiliana. O uso de abordagens de High Throughput Screening aliadas a técnicas analíticas como LC-PDA-MS, LC-PDA-MS/MS, LC-SPE-NMR e ensaios de antibiose permitiram a identificação dos compostos antibióticos presentes no caule de A. brasiliana. Esses compostos pertencem a classe das oxilipinas, dentre os quais se destacam o 13-Z,E-KODE, 13-E,E-KODE, 9-E,Z-KODE e 9-E,E-KODE. Tambem foram identificados compostos da classe dos depsipeptídeos nos extratos de uma cepa do gênero Fusarium, isolada como endofítico de A. brasiliana. Dentre os depsipeptídeos encontrados, a beauvericina estava presente em grande quantidade no extrato deste micro-organismo. Este composto, conhecido por suas atividades antibiótica e inseticida, foi encontrado também no extrato da planta, sugerindo que o micro-organismo endofítico poderia estar produzindo compostos desta classe no interior dos tecidos da planta, onde ele está alojado