A presente tese foi dividida em três capítulos, de acordo com os sistemas de simbiose estudados e o enfoque a elas dado: O Capítulo I se refere à revisão bibliográfica sobre interações entre insetos sociais e micro-organismos mediadas por compostos químicos; O capítulo II se refere ao estudo químico e evolutivo de Pseudomonas spp. na interação Cecropia-Azteca; e o Capítulo III, ao estudo sobre formigas attine do ponto de vista químico e biogeográfico. No Capítulo I é discutido o estado da arte quanto à pesquisa de produtos naturais guiada pela ecologia química, com enfoque nas simbioses entre micro-organismos e formigas cultivadoras de fungos, abelhas sem ferrão, cupins e vespas. No Capítulo II, foram feitas análises do genoma de uma linhagem de Pseudomonas isolada de Cecropia-Azteca, uma simbiose na qual a formiga defende a planta de agressores externos e a planta, por sua vez, fornece abrigo à colônia de formigas. O cluster gênico desta linhagem de Pseudomonas relacionado à produção de lipodepsipeptídeos cíclicos foi comparado a outros clusters descritos na literatura. Por meio destas análises foi possível identificar mutações que podem estar relacionadas à perda de função de domínios de condensação que também seriam responsáveis pela epimerização do aminoácido a montante da linha de montagem. Constatou-se também que a determinação da especificidade dos domínios de adenilação por meio de análise filogenética não possui resolução suficiente para a predição do peptídeo final. Sendo assim, este foi isolado e sua estrutura determinada, correspondendo a viscosinamida. O fato de que este composto possui atividade antifúngica somado ao perfil inibitório de linhagens de Pseudomonas sugere relevância ecológica deste gênero de bactérias na defesa química da simbiose Cecropia-Azteca. Na terceira parte, foram feitos estudos em formigas coletadas em diferentes locais do Brasil, incluindo a Floresta Amazônica, Mata Atlântica e Cerrado. Desta vez, outro sistema simbiótico foi estudado: a simbiose entre formigas Attine e actinobactérias do gênero Pseudonocardia, as quais podem produzir metabólitos usados para as formigas se defenderem de patógenos fúngicos especializados. A análise metabolômica (LC - MS) em várias linhagens de Pseudonocardia revelou que um número significativo de linhagens produziu um novo composto nomeado attinimicina. Sua via de biossíntese foi identificada, a qual possui relação evolutiva com outros peptídeos não ribossomais previamente caracterizados. Além disso, attinimicina mostra atividade antifúngica potente in vivo, mas atividade in vitro insignificante, sendo que sua atividade biológica está restrita à ausência de ferro. Sendo assim, a constante para quelar ferro foi determinada por meio do cálculo do pFeIII e foram feitas análises comparando a afinidade para complexação com outros metais, sendo que attinimicina mostra maior afinidade frente a ferro. A distribuição geográfica de attinimicina, restrita apenas ao território brasileiro, a distingue de outros metabólitos que foram identificados previamente a partir deste mesmo sistema.

This thesis was divided into three chapters, according to the symbiosis studied and the approaches used in such studies: Chapter I refers to the review on interactions between social insects and microorganisms mediated by chemical compounds; Chapter II refers to the chemical and evolutionary study of Pseudomonas spp. in the Cecropia-Azteca interaction; and Chapter III, to the study of Attine ants from a chemical and biogeographic point of view. Chapter I discusses the state of the art of natural products research guided by chemical ecology, focusing on the symbiosis between microbes and fungus-growing ants, stingless bees, termites and wasps. In Chapter II, we studied the Cecropia-Azteca symbiosis, in which the ant defends the plant from external aggressors and the plant provides shelter to the ant colony. A Pseudomonas isolate had its genome sequenced and analyzed. This strain carries a biosynthetic gene cluster (BGC) that encodes the production of a cyclic lipodepsipeptide. This BGC shows mutations that may be related to the loss of function of condensation domains that would also be responsible for the epimerization of the upstream amino acid in the assembly line. The determination of the specificity of adenylation domains through phylogenetic analysis does not have sufficient resolution for the prediction of the final peptide. Thus, the cyclic lipodepsipeptide was isolated and its structure was determined, corresponding to viscosinamide. The fact that this compound has antifungal activity added to the inhibitory profile of Pseudomonas strains suggests the ecological relevance of this genus of bacteria in the chemical defense of the Cecropia-Azteca symbiosis. In the third part, studies were carried out on fungus-growing ants collected in different places in Brazil, including the Amazon Forest, Atlantic Forest and Cerrado. The symbiosis between Attine ants and actinobacteria strains was studied. This study focuses on Pseudonocardia, which can produce metabolites used by the ants to defend themselves against specialized fungal pathogens. Metabolomic analysis (LC - MS) in several Pseudonocardia strains revealed that a significant number of strains produced a new compound named attinimicin. Its biosynthesis pathway was identified, which has an evolutionary relationship with other previously characterized non-ribosomal peptides. Furthermore, attinimicin shows potent in vivo antifungal activity, but insignificant activity in vitro. Its biological activity is restricted to the absence of iron. Thus, the constant of iron chelation was determined by calculating pFeIII and analyzes were carried out comparing the affinity for complexation with other metals, with attinimicin showing greater affinity towards iron. The geographic distribution of attinimicin, restricted only to the Brazilian territory, distinguishes it from other metabolites that were previously identified from this same system.