Endoglucanase production by endophytic fungi isolated from vitis labrusca l. with peanut hull and sawdust as substrates / Produção de endoglucanase por fungos endofíticos isolados de Vitis labrusca L. utilizando casca de amendoim e serragem como substratos

Endoglucanases are enzymes widely employed in different industrial fields, albeit with high production costs. Studies on new microbial sources and low-cost substrates are highly relevant, including those on agro-industrial. Current analysis evaluates peanut hull (PH) and sawdust (SD) as substrates for submerged cultures of 14 endophytic fungi isolated from grapevine (Vitis labrusca L.) cultivars Bordô and Concord. Endophytes were grown on a carboxymethylcellulose (CMC) medium and the cup plate assay showed that eight strains (belonging to genera Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma) had positive results: enzymatic halos ranged from 10.8±0.02to 15.5±0.07 mm in diameter. Diaporthe sp. strains (GenBank accession codes KM362392, KM362368 and KM362378) and Fusariumculmorum KM362384 were highlighted as the most promising sources. Further, PH and SD as substrates for the fermentation of these fungi were evaluated by the cup plate assay and endoglucanase activity assay. Highest halo diameters were obtained for Diaporthe sp. KM362392: 16.1±0.01 mm (CMC), 14.5±0.01 mm (PH) and 14.7±0.03 mm (SD). The fungus also presented the highest levels of endoglucanase activity: analysis of variance revealed that CMC (3.52±0.98 µmol/min), PH (2.93±0.23 µmol/min) and SD (3.26±0.38 µmol/min) were similarly efficient as substrates. Results deepen knowledge on V. labrusca endophytes that may be endoglucanase sources, eventhough further optimizations in submerged cultures with PH and SD should be undertaken to increase theenzymatic production from these wastes.

Endoglucanases são enzimas amplamente empregadas em diferentes setores industriais; embora sua produção apresente custos elevados. Estudos sobre novas fontes microbianas e substratos mais baratos são de grande importância, incluindo os resíduos agroindustriais. Nesse estudo, casca de amendoim (CA) e serragem (SE) foram testadas como substratos para o cultivo submerso de 14 fungos endofíticos isolados das cultivares Bordô e Concord de videira (Vitis labrusca L.) Os endófitos foram crescidos em meio contendo carboximetilcelulose (CMC) e o ensaio cup plate mostrou resultados positivos para oito fungos (pertencentes aos gêneros Cochliobolus, Diaporthe, Fusarium and Phoma); os halos enzimáticos variaram entre 10,8±0,02 e 15,5±0,07 mm de diâmetro. Linhagens de Diaporthe sp. (códigos de acesso no GenBank KM362392, KM362368 e KM362378) e Fusariumculmorum KM362384 se destacaram como produtores mais promissores. Então, o uso de CA e SE como substratos para a fermentação desses fungos foi avaliado pelo ensaio cup plate e pela quantificação da atividade de endoglucanase. Os maiores halos enzimáticos foram obtidos para Diaporthe sp. KM362392: 16,1±0,01 mm (CMC), 14,5±0,01 mm (CA) e 14,7±0,03 mm (SE). Esse fungo também apresentou os maiores níveis de endoglucanase: a análise de variância revelou que CMC (3,52±0,98 µmol/min), CA (2,93±0,23 µmol/min) e SE (3,26±0,38 µmol/min) foram substratos similarmente eficientes. Esses resultados expandem o conhecimento sobre endófitos de V. labrusca que são fontes de endoglucanases; futuras otimizações quanto ao cultivo submerso com CA e SE podem ser utilizadas para aumentar a produção enzimática a partir do uso desses resíduos.

Metabólitos Secundários de Interesse Farmacêutico Produzidos por Fungos Endofíticos / Secondary Metabolites Produced by Endophytic Fungi of Pharmaceutical Interest

Fungos endofíticos são grandes produtores de metabólitos secundários. No entanto, essa produção ainda não foi estimada, mas sabe-se que 80% dos fungos endofíticos estudados produzem metabólitos ativos, influenciados por condições ambientais, parâmetros de fermentação, tempo, temperatura, pH e nutrientes. Esses compostos são agrupados em diversas classes, e se apresentam tóxicos e até mesmo letais frente a outros microrganismos. Essas classes de compostos possuem atividades hormonais, antibióticas, antitumorais, antifúngicas, citotóxicas, antivirais, imunossupressoras, antiparasitárias, entre outras. Os produtos naturais obtidos de endófitos incluem principalmente alcalóides, esteróides, terpenóides, isocumarinas, quinonas, fenilpropanóides, ligninas, fenóis e ácidos fenólicos, metabólitos alifáticos, lactonas, citocatalasinas, flavonóides, peptídeos e xantonas. Considerando que os endófitos ainda são pouco estudados, especialmente em espécies tropicais, eles surgem como fonte de novos produtos para a incorporação de medicamentos e como forma de preservação de plantas medicinais. Salienta-se que a produção de metabólitos fúngicos realizada in vitro apresenta um menor custo e melhor otimização, bem como os microrganismos serem fontes facilmente renováveis e reprodutíveis quando comparadas com outras fontes naturais como plantas e animais. Várias técnicas têm sido utilizadas para aprimorar a utilização de microrganismos para a produção de novos princípios ativos, reunindo o conhecimento em química, bioquímica, microbiologia e biologia molecular. Este trabalho tem como objetivo mostrar a diversidade de produtos metabolicamente ativos produzidos por fungos endofíticos, assim como seu potencial farmacológico.

Endophytes are large producing secondary metabolites. Although the production has not yet been estimated, it is known that 80% of endophytic fungi studied produce active metabolites, influenced by environmental conditions, fermentation parameters, time, temperature, nutrients and pH. These compounds are grouped into several classes, which are toxic and even lethal against other microorganisms. These classes of metabolites have hormonal, antibiotic, antitumor, antifungal, cytotoxic, antiviral, immunosuppressive, and antiparasitic activities. The products obtained from natural endophyte mainly include alkaloids, steroids, terpenes, isocumarins, quinones, phenylpropanoids, lignins, phenols and phenolic acids, aliphatic metabolites, lactones cytocatalasins, flavonoids, peptides and xanthones. Whereas the endophytes are still poorly studied, particularly in tropical species, they appear as a source of new products for the incorporation in drugs and as a means of preservation of medicinal plants. It is noted that the production of fungal metabolites performed in vitro has a lower cost and a better optimization. In addition, microorganisms are easily renewable and reproducible sources when compared with other natural sources such as plants and animals. Several techniques have been used to enhance the use of microorganisms for production of new active metabolites, gathering knowledge in chemistry, biochemistry, microbiology and molecular biology. This study aims to show the diversity of products produced by metabolically active endophytes as well as their pharmacological potential.