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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.41.2023.tde-13062023-155635
Documento
Autor
Nome completo
Wilton Ricardo Sala de Carvalho
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2023
Orientador
Banca examinadora
Furlan, Cláudia Maria (Presidente)
Ferreira, Marcelo José Pena
Russo, Helena Mannochio
Sawaya, Alexandra Christine Helena Frankland
Título em português
Metabolômica de Brittonodoxa subpinnata (Brid.) W.R. Buck, P.E.A.S. Câmara & Carv.-Silva (Sematophyllaceae): fitogeografia e implicações sazonais
Palavras-chave em português
Biflavonoides
Ecometabolômica
Musgos
Rede molecular
Resumo em português
Briófita é o segundo maior grupo de plantas terrestres. Tradicionalmente é dividido em três linhagens, Marchantyophyta (Hepáticas), Anthocerotophyta (Antóceros), and Bryophyta (Musgos), todos com uma grande importância ecológica. Mundialmente estima-se cerca de 19000 espécies, sendo 11000 de musgos, 7500 de hepáticas e 200 de antóceros. No Brasil, são reportados 117 fámilias e 413 gêneros, com ocorrência de 1524 espécies (880 de musgos, 633 de hepáticas, e 11 de antóceros). Apesar de sua grande biodiversidade, existem poucos estudos químicos com Bryophyta. Menores são os estudos envolvendo a relação entre condições ambientais e o perfil metabólico, a interface química entre a planta e seu local de ocorrência. Metabolômica é uma ferramenta que consiste em quantificar e caracterizar um conjunto de dados sobre os metabólitos de uma matriz biológica usando diferentes técnicas (CG, HPLC), acoplado a diferentes detectores (DAD-UV/Vis, RMN, MS), juntamente com técnicas de desreplicação para aumentar a eficiência de trabalho. Devido à grande importância ecológica desse grupo de plantas e aos poucos estudos químicos reportados na literatura, este estudo teve por objetivo contribuir com o conhecimento sobre a diversidade química da brioflora Brasileira. Foi feita uma busca nas maiores bases de dados científicas, como SciFinder, Web of Science, PubMed, Scielo, e Reaxys, usando uma combinação da palavra-chave bryophytes com compounds, chemical constituents, substances, phenolic, chemical characterization, e extract. Somente uma pequena porcentagem das espécies de musgos foram quimicamente estudadas, com a maioria dos estudos sendo publicados na última década. O surgimento de novos equipamentos, que podem produzir espectros de alta resolução com pequenas quantidades de amostras, combinado com ferramentas de bioinformática, podem contribuir para o aumento da investigação química em musgos. Brittonodoxa subpinnata, uma espécie achada naturalmente no Brasil, foi escolhida para este estudo, coletada em 4 áreas (2 no cerrado e 2 no domínio da Mata Atlântica) em duas estações (seca e chuvosa). O material vegetal foi congelado, pulverizado e submetido a dois processos de extração: 1. Metanol seguido por uma partição com clorofórmio e água, para análise por CG-MS; 2. Metanol 80% seguido por hidrólise alcalina para obter uma fração solúvel e uma insolúvel (conjugado da parede celular) para análise por HPLC-MS². O conjunto de dados foi analizado e desreplicado usando principalmente a biblioteca do GNPS e as bases de dados Reaxys, SciFinder, e NUBBEdb. Os resultados foram correlacionados com as condições ambientais de cada local de coleta.. Um total de 928 picos foram detectados nos quatro extratos de B. subpinnata analisados, desses somente 189 (20,4%) dos picos foram anotados, com a maioria sendo açucares, ácidos graxos, flavonoides e biflavonoides. Três das quatro condições ambientais analisadas tiveram influência significativa sobre a abundância dos compostos nas amostras: temperatura e umidade do ar sendo as mais correlacionadas com maiores abundâncias, seguido pela radiação solar.
Título em inglês
Metabolome of Brittonodoxa subpinnata (Brid.) W.R. Buck, P.E.A.S. Câmara & Carv.-Silva (Sematophyllaceae): phytogeographical and seasonality implications.
Palavras-chave em inglês
Biflavonoids
Ecometabolomic
Molecular network
Moss
Resumo em inglês
Bryophyte is the second major land plant group. Traditionally the group is divided into three lineages, Marchantyophyta (Liverworts), Anthocerotophyta (Hornworts), and Bryophyta (mosses), all of them with great ecological importance. Worldly, it is estimated to be around 19,000 species, being 11,000 of mosses, 7,500 of liverworts, and 200 hornworts. In Brazil are reported 117 families and 413 genera, with the occurrence of 1,524 species (880 moss species, 633 of liverworts, and 11 of hornworts). Despite its great biodiversity, there are few chemical studies using bryophytes. Fewer are the studies involving the relationship between the environmental conditions and the species metabolic profile, the chemical interface between the plant and their site of occurrence. Metabolomic is a tool that consist in quantify and characterize dataset about the metabolites of a biological matrix using different techniques (GC, HPLC) coupled to different detectors (DAD-UV/Vis, NMR, MS), together with dereplication techniques to increase the work efficiency. Due to the great ecological importance of this group of plants and the few chemical studies reported in the literature, this study aimed to contribute to the knowledge of the chemical diversity of the Brazilian bryoflora. A literature search was performed in major scientific databases, such as SciFinder, Web of Science, PubMed, Scielo, and Reaxys, using the combination of keywords bryophytes and compounds, chemical constituents, substances, phenolic, chemical characterization, and extract. Only a small percentage of moss species were chemically studied with a significant number of studies being published in the last decade. The emergence of new equipment, which can produce high-resolution spectra with small amounts of sample, combined with bioinformatic tools, can contribute to the increase of chemical investigation of mosses. Brittonodoxa subpinnata, a species that can be naturally found in Brazil, was chosen for this study, collected in 4 areas (2 in Cerrado and 2 in Atlantic rainforest domain) and in two seasons (dry and rainy). The plant material was frozen, crushed and submitted to two extractions: 1. methanol followed by partition with chloroform and water, for GC-MS analysis; 2. methanol 80% followed by alkaline hydrolysis to obtain the soluble and insoluble fractions (cell wall conjugated) for HPLC-MS² analysis. The dataset was analyzed and dereplicated using mainly GNPS library and Reaxys, SciFinder, and NUBBEdb as databases. The results were correlated with the environmental conditions of each site of plant occurrence. A total of 928 peaks were detected in the four extracts analyzed, of those only 189 (20.4%) peaks were annotated, with the major classes being sugars, fatty acids, flavonoids and biflavonoids. Three of the four environmental conditions analyzed had a significant influence over the abundance of the compounds in the samples: high temperature and air humidity being the most correlated to higher abundances, followed by solar radiation.
 
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Data de Liberação
2025-03-28
Data de Publicação
2023-06-20
 
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