Orientador: Márcia Miguel Castro Ferreira

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica

Resumo: A aplicação de métodos de resolução de curvas multivariada (MCR-ALS e PARAFAC) a dados de espectroscopia de fluorescência multicomprimento de onda, absorção molecular e cromatografia líquida de ultra eficiência com detecção por espectrometria de massas foi avaliada como um nova e...

Resumo: A aplicação de métodos de resolução de curvas multivariada (MCR-ALS e PARAFAC) a dados de espectroscopia de fluorescência multicomprimento de onda, absorção molecular e cromatografia líquida de ultra eficiência com detecção por espectrometria de massas foi avaliada como um nova e complementar metodologia para se obter informação inicial sobre a biossíntese de produtos naturais. Para demonstrar o poder dessa proposta, a biossíntese da violaceína pela Chromobacterium violaceum foi usada como exemplo. A violaceína é um metabólito secundário que exibe amplo espectro de atividade biológica e o entendimento de sua rota biossintética pode ser de grande interesse para o planejamento de fármacos. Para tanto, uma cultura da C. violaceum foi cultivada em biorreator, onde, a cada duas horas, alíquotas do meio de cultura eram coletadas para subsequentes análises. Na primeira parte deste trabalho, as matrizes de emissão-excitação das amostras revelaram o comportamento dinâmico de fluoróforos envolvidos na biossíntese. O método de análise de fatores paralelos (PARAFAC) foi aplicado para resolver os perfis de fluorescência, onde seis espectros puros de emissão e excitação foram obtidos e suas relações com a biossíntese da violaceína estabelecidas. Na segunda parte, o método de resolução de curvas multivariada por quadrados mínimos alternados (MCR-ALS) foi utilizado para extrair informações simultâneas dos dados gerados por UV-VIS, fluorescência e UPLC-MS das amostras coletadas durante a biossíntese. Cinco compostos foram resolvidos e informações espectrais e temporais dessas espécies foram obtidas. Compostos com massas moleculares de 453, 465 e 479 u, até então não reportados na literatura como intermediários dessa biossíntese, foram identificados. Por fim, a metodologia baseada na aplicação de métodos de resolução de curvas MCR-ALS e PARAFAC provou ser uma poderosa ferramenta para investigar a biossíntese de produtos naturais

Abstract:The application of Multivariate Curve Resolution methods (MCR-ALS and PARAFAC) into multi-wavelength fluorescence spectroscopy, molecular absorption and ultra-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry data was evaluated as a new and complementary approach for the...

Abstract:The application of Multivariate Curve Resolution methods (MCR-ALS and PARAFAC) into multi-wavelength fluorescence spectroscopy, molecular absorption and ultra-performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry data was evaluated as a new and complementary approach for the initial analysis of the biosynthesis of fluorescent natural products. To demonstrate the usefulness of this methodology, violacein biosynthesis by Chromobacterium violaceum was used as an example. Violacein is a secondary metabolite that exhibits a broad spectrum of biological activities and the understanding of its biosynthetic pathway can be of great interest for drug design. Therefore, a culture of C. violaceum was grown in a bioreactor from which aliquots were collected every two hours for subsequent analysis. In the first part of this work, the excitation¿emission matrices of the samples have revealed the dynamic behavior of the fluorophores involved in this biosynthesis. The parallel factor analysis (PARAFAC) method was applied to resolve the fluorescence profiles where six pure emission and excitation spectra were obtained and their relationship with violacein biosynthesis established. In the second part, the multivariate curve resolution procedure based on alternating least squares optimization (MCR-ALS) was used for extracting information from fused data (UV-VIS absorption, fluorescence and ultra-performance liquid chromatography with mass spectrometry) gathered during the violacein biosynthesis. Five chemical components were resolved from which spectral and temporal information were obtained. Compounds with molecular masses 453, 465 and 479 u, until now unreported as intermediate of this biosynthesis, were identified. Finally, the methodology based on the application of curve resolution methods PARAFAC and MCR-ALS has proven to be a unique and powerful tool to achieve a deeper insight of the biosynthesis of natural products