O ambiente marinho é considerado como uma fonte de produtos naturais bioativos singulares, altamente complexos, os quais são biossintetizados por uma diversidade de macro e microrganismos, muitas vezes via associações entre eles. Neste contexto, os fungos algícolas, aqueles associados a macroalgas e as cianobactérias marinhas destacam-se como fontes promissoras de novas substâncias bioativas. Dessa forma, um dos objetivos deste trabalho foi realizar a prospecção química e avaliar o potencial biológico do fungo Penicillium echinulatum isolado da macroalga antártica Adenocystis utricularis. Foram isoladas oito substâncias, identificadas como ciclopenina, ciclopenol, desidrociclopeptina, ciclopeptina, viridicatina e viridicatol, além de um par de diasteroisômeros inéditos. Para os ensaios antiparasitários, viridicatina e viridicatol apresentaram atividade leishmanicida frente a forma amastigota de Leishmania amazonensis, parasita causador da Leishmaniose; apenas viridicatina inibiu a proliferação do parasita Neospora caninum, agente etiológico da Neosporose e os metabólitos ciclopenina e desidrociclopeptina foram considerados ativo e moderadamente ativo, respectivamente, contra a cepa multirresistente de Plasmodium falciparum, principal parasita que causa Malária. Além disso, as substâncias viridicatina e viridicatol apresentaram potencial fotoprotetor e antioxidante e podem ser considerados uma nova classe de moléculas para fotoproteção. A viridicatina também foi capaz de modular a produção de espécies reativas de oxigênio (ERO) por neutrófilos humanos. Concomitantemente, foi realizado o cultivo misto entre o fungo marinho P. echinulatum e a linhagem de cianobactéria Geitlerinema sp. CENA 556, onde foi avaliada a interação química entre eles e a atividade larvicida dos extratos brutos obtidos das monoculturas e do cultivo misto contra larvas de Aedes aegypti, mosquito transmissor da Dengue. Os resultados demonstraram que houve interação química entre os organismos, visto que foi evidenciado atividade promissora do extrato bruto e de uma das frações obtidas a partir do cultivo misto quando comparados com o extrato e frações da monocultura de P. echinulatum. Ainda, a partir dos dados de perfil químico em conjunto com análise da rede molecular obtida foi possível sugerir que a atividade larvicida pode estar relacionada com a substância desidrociclopeptina. Adicionalmente, redes moleculares foram utilizadas para identificar classes de metabólitos com atividade antiparasitária contra Trypanosoma cruzi (parasita que causa a Doença de Chagas) de uma biblioteca de extratos e frações de cianobactérias pertencentes ao Prof. Dr. William H. Gerwick do Instituto de Oceanografia da Universidade da Califórnia, San Diego (EUA). Cerca de 2.800 amostras tiveram atividade tripanocida avaliada e dentre estas, dez frações apresentaram inibição do crescimento do parasita T. cruzi. A partir do estudo químico dessas frações mais ativas foi possível observar que os ácidos graxos e seus derivados foi a principal classe de substâncias relacionada com a atividade antiparasitária. Além disso, por meio da análise dos dados da rede molecular foram identificadas cinco substâncias conhecidas, como vatiamida C, curacina D, viequeamida A, aeruciclamida A e formidolida, além de clusters de moléculas desconhecidas que podem ser inéditas e bioativas. Os resultados deste trabalho acrescentam dados químicos e biológicos para as espécies estudadas, enriquecendo a área de química de produtos naturais marinhos.

The marine environment is considered as unique, highly complex, bioactive natural products source, which are biosynthesized by a diversity of macro- and microorganisms, often via associations between them. In this context, algicolous fungi, those associated with macroalgae and marine cyanobacteria stand out as promising sources of new bioactive compounds. Thus, one of the objectives of this work was to perform a chemical prospecting and evaluate the biological potential of the fungus Penicillium echinulatum isolated from the Antarctic macroalgae Adenocystis utricularis. Eight compounds were isolated, identified as cyclopenin, cyclopenol, dehydrocyclopeptin, cyclopeptin, viridicatin, and viridicatol, in addition to a pair of novel diastereomers. For the antiparasitic assays, viridicatin and viridicatol showed leishmanicidal activity against the amastigote form of Leishmania amazonensis, the parasite that causes Leishmaniasis; only viridicatin inhibited the proliferation of the parasite Neospora caninum, the etiologic agent of Neosporosis, and the metabolites cyclopenine and dehydrocyclopeptin were considered active and moderately active, respectively, against the multidrug-resistant strain of Plasmodium falciparum, the main parasite that causes Malaria. In addition, viridicatin and viridicatol showed photoprotective and antioxidant potential and can be considered a new class of molecules for photoprotection. Viridicatin was also able to modulate the production of reactive oxygen species (ROS) by human neutrophils. Simultaneously, a mixed culture between the marine fungus P. echinulatum and the cyanobacterial strain Geitlerinema sp. CENA 556 was performed. The chemical interaction between them and the larvicidal activity of crude extracts obtained from monocultures and mixed cultures were evaluated against Aedes aegypti larvae, the mosquito that transmits Dengue. The results showed that there was chemical interaction between the organisms, since it was evidenced promising activity of the crude extract and of one of the fractions obtained from the mixed culture when compared with the extract and fractions of the monoculture of P. echinulatum. Furthermore, from the chemical profile data together with the molecular networking analysis obtained, it was possible to suggest that the larvicidal activity may be related to the compound dehydrocyclopeptin. Additionally, molecular networking analysis were used to identify classes of metabolites with antiparasitic activity against Trypanosoma cruzi (the parasite that causes Chagas Disease) from a library of cyanobacterial extracts and fractions belonging to Prof. Dr. William H. Gerwick of the Institute of Oceanography at the University of California, San Diego (USA). About 2,800 samples had trypanocidal activity evaluated, and among these, ten fractions showed inhibition of T. cruzi parasite growth. From the chemical study of these more active fractions, it was possible to observe that fatty acids and their derivatives was the main class of compounds related to antiparasitic activity. In addition, through the analysis of the molecular networking data, five known compounds were identified, such as vatiamide C, curacin D, viequeamide A, aerucyclamide A and formidolide, in addition to clusters of unknown molecules that may be novel and bioactive. The results of this work provide chemical and biological information about species studied, enriching the area of chemistry of marine natural products.