Biotransformação fúngica da hesperetina e sua aplicação na produção de metabólitos ativos

dc.contributor.advisor1Oliveira, Valéria de
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6300240031300604eng
dc.contributor.referee1Oliveira, Valéria de
dc.contributor.referee2Silva, Lorena Maione
dc.contributor.referee3Silva, Maria do Rosário Rodrigues
dc.contributor.referee4Cunha, Carla Rosane Mendanha da
dc.contributor.referee5Terezan, Ana Paula
dc.creatorCordeiro, Kelly Carolina Frauzino Araújo
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4275744776508451eng
dc.date.accessioned2019-09-13T14:25:04Z
dc.date.issued2019-01-11
dc.description.abstractHesperetin belongs to the flavanone class of flavonoids, its human metabolites (i.e. hesperetin-3’-sulfate, hesperetin-7-sulfate, hesperetin-3’-glucoronide and hesperetin -7-glucoronide), and its glycosylated derivative has potential pharmacological properties. The use of microorganisms, such as filamentous fungi, is an alternative in derivatives production and a useful tool in scale up process. Therefore, the goal of the work was to apply and evaluate different bioprocesses for the production of active metabolites of hesperetin by fungal biotransformation. Application of microbioreactors, use of different carbon sources, substrate concentration, fungal immobilization and monitored reactions by liquid chromatography coupled to high resolution mass spectrometry were some of evaluated bioprocesses. From 15 tested fungi, 12 strains were able to biotransform hesperetin. In silico metabolite prediction modeling with MetaPrint 2D software, indicated positions 7 e 3’ as energetically favored for glycosylation, glucuronidation and sulfation reactions. Mortierella isabellina NRRL 1757 and Beauveria bassiana ATCC 7159 produced only sulfate and glucuronide hesperitins, respectively. Cunninghamella echinulata ATCC 9244 strain produced the glycosylated metabolite. A morphological difference was observed in C. echinulata ATCC 9245 growth using different microbioreactors. Square microwell plates resulted in an amorphous growth whereas round bottom microwell plates favored pellets growth. The latest, with volume well of 2.2 ml led to a higher content of fungi and 48 hours was found to be the ideal time to substract addition. All four strands of Cunninghamella tested for biotransformation in a microscale were able to produce the glycosylated metabolite. Analyzes of the biotransformation kinetics by HPLC-HRMS showed that Cunninghamella echinulata ATCC 9244 produced four microplate derivatives: eriodictiol, sulfated hesperetin, glycosylated hesperetin and glucuronidated hesperetin. Such analyzes have also shown that high concentrations of hesperetin inhibit these derivatives formation. Stainless steel sponge proved to be efficient for Cunninghamella echinulata and Cunninghamella elegans strains immobilization. The immobilization process achieved biofilm in 48 hours. ESI-IT-MS and ESI-IT-MS/MS analysis indicated production of a glycosylated and a hydroxylated-sulfonated derivative. Thus, studies demonstrated that different bioprocesses can be applied to optimize scale up reactions and produce hesperetin derivatives using filamentous fungieng
dc.description.resumoA hesperetina é um flavonoide da classe das flavanonas. Seus metabólitos humanos, hesperetina-3’-sulfato, hesperetina-3’-glicuronideo, hesperetina-7-sulfato e hesperetina-7-glicuronideo, e o derivado glicosilado apresentam potenciais propriedades farmacológicas. A utilização de microrganismos, como fungos filamentosos, é uma alternativa na produção destes derivados e uma ferramenta útil no processo de escalonamento das reações. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi aplicar e avaliar diferentes bioprocessos para produção de metabólitos ativos da hesperetina por biotransformação fúngica. Aplicação de microbiorreatores, uso de diferentes fontes de carbono, concentração do substrato e imobilização fúngica foram alguns dos bioprocessos avaliados além do monitoramento da reação por cromatografia líquida acoplada a espectrometria de massas de alta resolução. Dentre os 15 fungos testados 12 cepas foram capazes de biotransformar a hesperetina. A previsão do metabolismo in silico utilizando o programa Metaprint 2D, indicou a possibilidade de reações de glicosilação, glicuronidação, sulfatação, com maior propabilidade nas posições 7 e 3’. A Mortierella isabellina NRRL 1757 e Beauveria bassiana ATCC 7159 foram capazes de produzir os metabólitos da hesperetina sulfatado e glicuronidado, respectivamente. A cepa Cunninghamella echinulata ATCC 9244 produziu o metabólito glicosilado da hesperetina. Houve diferença na morfologia da C. echinulata ATCC 9245 no crescimento em diferentes microbiorreatores. A microplaca de orifício quadrado provocou um crescimento amorfo enquanto que as microplacas de fundo redondo favoreceram o crescimento de pellets. A placa redonda com capacidade de 2,2 mL demonstrou uma maior produção de massa fúngica e o tempo de 48 horas foi considerado ideal para adição do substrato. As quatro cepas de Cunninghamella testadas para biotransformação em microescala foram capazes de produzir o derivado glicosilado. Análises da cinética da biotransformação por CLAE-EMAR demonstraram que Cunninghamella echinulata ATCC 9244 produziu quatro derivados em microplacas, sendo eles: eriodictiol, hesperetina sulfatada, hesperetina glicosilada e hesperetina glicuronidada. Tais análises também demonstraram que altas concentrações de hesperetina inibem a formação destes derivados. Esponjas de aço inoxidável foram eficientes para a imobilização de cepas de Cunninghamella echinulata e Cunninghamella elegans, estando o biofilme já formado em 48 horas. Análises de ESI-IT-MS e ESI-IT-MS/MS indicaram a produção de um derivado da hesperetina glicosilado e outro hidroxilado e sulfatado. Assim, os estudos demonstraram que diferentes bioprocessos podem ser aplicados para otimizar o escalonamento da reação e produzir derivados da hesperetina utilizando fungos filamentosos.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESeng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationCORDEIRO, Kelly Carolina Frauzino Araújo. Biotransformação fúngica da hesperetina e sua aplicação na produção de metabólitos ativos. 2018. 135 f. Tese (Doutorado em Inovação Farmacêutica em Rede) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2019.eng
dc.identifier.urihttp://repositorio.bc.ufg.br/tede/handle/tede/10018
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal de Goiáseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentFaculdade Farmácia - FF (RG)eng
dc.publisher.initialsUFGeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Inovação Farmacêutica em Rede (FF)eng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
dc.subjectBiotransformaçãopor
dc.subjectHesperetinapor
dc.subjectMicrobiorreatorpor
dc.subjectCunninghamellapor
dc.subjectBiotransformationeng
dc.subjectHesperetineng
dc.subjectMicrobioreactoreng
dc.subjectCunninghamellaeng
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FARMACIAeng
dc.titleBiotransformação fúngica da hesperetina e sua aplicação na produção de metabólitos ativoseng
dc.title.alternativeHesperetin fungal biotransformation and its application in the production of active metaboliteseng
dc.typeTeseeng

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