Antibacterial activity of propolis produced by Frieseomelitta varia / Atividade antibacteriana da própolis produzida por Frieseomelitta varia

To contribute to the development of antibacterial products from propolis produced by native Brazilian bees, twenty-nine samples of propolis collected from hives in the state of Minas Gerais, Brazil, were screened for in vitro activity against Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, and Staphylococcus aureus. Among the samples from native Brazilian bees, only that from Frieseomelitta varia (Lepeletier, 1836) inhibited in vitro bacterial growth. Consequently, this propolis underwent fractionation by chromatographic methods monitored through Agar-diffusion assays with these bacteria, which resulted in the isolation and identification of 3,5-diprenyl-4-hydroxycinnamic acid (artepillin C), which showed MIC of 62.5 and 250 µg/mL against B. subtilis and S. aureus, respectively. This result indicates the potential of F. varia to produce therapeutic propolis.

Para contribuir para o desenvolvimento de produtos antibacterianos obtidos de própolis produzidos por abelhas nativas do Brasil, 29 tipos de própolis coletados de diferentes colméias no Estado de Minas Gerais, Brasil, foram avaliados quanto à atividade in vitro contra Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa, e Staphylococcus aureus. Dentre as amostras de abelhas nativas, somente a de Frieseomelitta varia (Lepeletier, 1836) inibiu, em teste in vitro, o crescimento bacteriano. Consequentemente, essa própolis foi submetida a métodos cromatográficos para o fracionamento biomonitorado por teste de difusão em Agar com as referidas bactérias, o que resultou no isolamento e identificação do ácido 3,5-diprenil-4-hidroxicinâmico (artepelin C), que apresentou CIM de 62,5 e 250 µg/mL frente a B. subtilis e S. aureus, respectivamente. Esses resultados indicam o potencial de F. varia para a produção de própolis terapêutica.

Selection of phytotoxin producing rhizobacteria

In order to select phytotoxin producing rhizobacteria to control weed plants, twenty five bacterial strains previously isolated from the rhizospheres of various plants were grown in a liquid medium and, after cell removal by centrifugation, the liquid phases were freeze-dried and the products were extracted with ethyl acetate/methanol. The extracts were concentrated to dryness under vacuum and dissolved in water and sucrose solution to be submitted to in vitro assays of lettuce (Lactuca sativa L.) seed germination and wheat (Triticum aestivum L.) coleoptile growth. Although most samples affected coleoptile growth, only those from four strains reduced lettuce seed germination. Two strains of Bacillus cereus, one strain of B. pumilus and one of Stenotrophoonas altophilia were the most promising microorganisms for producing phytotoxin and, consequently, for the development of new weed control products.

Com o objetivo de selecionar rizobactérias produtoras de fitotoxinas para uso no controle de plantas daninhas, vinte e cinco isolados bacterianos previamente obtidos das rizosferas de diferentes plantas foram cultivados em meio líquido e, após remoção das células por centrifugação, as fases líquidas foram liofilizadas e os resíduos obtidos foram submetidos à extração com acetato de etila/metanol. Os extratos foram concentrados sob vácuo até secura e dissolvidos em água e solução de sacarose para serem submetidos a testes in vitro de germinação de sementes de alface (Lactuca sativa L.) e de crescimento de coleóptilos de trigo (Triticum aestivum L.). Embora a maior parte das amostras tenha desfavorecido o crescimento dos coleóptilos de trigo, somente as provenientes de quatro isolados reduziram a germinação das sementes de alface. Dois isolados de Bacillus cereus, um isolado de B. pumilus e um de Stenotrophomonas maltophilia foram os microrganismos mais promissores para a produção de fitotoxinas, com possibilidade de uso no desenvolvimento de novos produtos para o controle de plantas daninhas.

Identification of the antimicrobial substances produced by Solanum palinacanthum (Solanaceae)

To find out natural antimicrobial agents as alternative in therapeutics and to preserve food, the methanol extract of Solanum palinacanthum aerial parts was submitted to purification steps guided by antibacterial and antifungal assays. As a consequence, the flavonoid rutin and 3,5-dicaffeoylquinic acid were isolated by column chromatographyand high performance liquid chromatography, and identified by mass and nuclear magnetic resonance spectrometry. Minimal inhibitory concentrations (MIC) of the quinic acid derivative against Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus and the fungus Aspergillus ochraceus were 250, 1000, 1000 and > 568µg/mL, respectively. Against the same microorganisms, MIC for rutin were 1000, > 1000, > 1000 and 35µg/mL, respectively. Rutinwas very promising for A. ochraceus control, since its MIC against such fungus was close to the one observed for benzalkonium chloride, which is used as a fungicide in Brazil.

Com vistas a descobrir antimicrobianos de origem natural para uso terapêutico ou para a preservação de alimentos, o extrato metanólico das partes aéreas de Solanum palinacanthum foi submetido a fracionamentos direcionados por testes para avaliar a atividade antibacteriana e antifúngica. Em decorrência, o flavonóide rutina e o ácido 3,5-dicafeoilquínico foram isolados por cromatografia em coluna e por cromatografia líquida de alta eficiência, para serem identificados por espectrometria de massas e de ressonância magnética nuclear. As concentrações inibitórias mínimas (CIM) do derivado do ácido cafeico contra Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Staphylococcus aureus e o fungo Aspergillus ochraceus foram 250, 1000, 1000 e > 568µg/mL, respectivamente. Contra os mesmos organismos, os valores de CIM para a rutina foram 1000, > 1000, > 1000 e 35µg/mL, respectivamente. A rutina mostrou-se muito promissora para o controle de A. ochraceus, pois seu valor de CIM contra tal fungo foi bem próximo ao observado para o cloreto de benzalcônio, que é empregado como fungicida no Brasil.

Purification of an antibacterial compound from Lantana lilacina / Purificação de um composto antibacteriano de Lantana lilacina

Observou-se, em estudo preliminar, que o extrato metanólico das folhas de L. lilacina, coletadas no município de Lavras (MG, Brasil), apresentava atividade antibacteriana. Em decorrência, buscou-se purificar e identificar a substância responsável por tal efeito, através de fracionamento do referido extrato direcionado por testes de difusão em agar com Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus. Após partições com solventes e vários processos cromatográficos, isolou-se o [β-3,4-diidroxifenil)etil]-(3'-O-α-L-ramnopiranosil)-(4'- O-cafeoil)-β-D-glicopiranosídeo, que é conhecido como acteosídeo. A concentração inibitória mínima e a concentração bactericida mínima desta substância para A. hydrophila, B. subtilis, P. aeruginosa e S. aureus foram de 0,12, 1,00, 1,00 e 0,25 mg/mL, respectivamente.

Since the methanol extract of Lantana lilacina leaves collected in the city of Lavras (MG, Brazil) showed antibacterial properties in a preliminary study, a fractionation process guided by agar diffusion assays with Aeromonas hydrophila, Bacillus subtilis, Pseudomonas aeruginosa and Staphylococcus aureus was carried out to purify and identify the active compounds. After solvent partition and several chromatographic steps, [ß-3,4-dihydroxyphenyl)-ethyl]-(3'-O-α-L-rhamnopyranosyl)-(4'- O-cafeoyl)-β-D-glycopyranoside, known as acteoside, was isolated. The minimal inhibition concentration and the minimal bactericidal concentration of such substance against A. hydrophila, B. subtilis, P. aeruginosa and S. aureus were 0.12, 1.00, 1.00 and 0.25 mg/mL, respectively.

Rhizobacteria able to produce phytotoxic metabolites

To contribute for the development of environmental friendly methods for weed control, a selection of rhizobacteria able to produce phytotoxic substances was carried out. Initially, 35 strains previously isolated from plants in the south of Minas Gerais State (Brazil) were grown in tryptic soy broth. After removal of bacterial cells, the resulting liquids were freeze-dried and extracted with methanol/ethyl acetate (1:1). The extracts were concentrated under vacuum and dissolved in water to be submitted to a lettuce (Lactuca sativa L.) seed assay. Metabolites produced by five strains reduced the number of normal seedlings to values statistically bellow the one observed for the negative control, being the most expressive results obtained with Bacillus cereus Frankland and Frankland, isolated from Ricinus communis L., which was able to cause rotted rootlets to 82.4 percent of seedlings. The bacterium metabolites also avoided germination of 52 percent Brachiaria decumbens Stapf seeds and the remaining 48 percent resulted in abnormal seedlings. Metabolites from B. cereus were submitted to a purification process guided by the lettuce seed assay. As a consequence, one substance causing rotted rootlets to all lettuce seedlings during the seed assay at 0.057 g/L was isolated and will be identified in future studies.

Com vistas a contribuir para o desenvolvimento de métodos não agressivos ao meio ambiente, para o controle de plantas invasoras, buscou-se selecionar rizobactérias produtoras de substâncias fitotóxicas. Inicialmente, 35 culturas previamente isoladas de plantas da região sul do Estado de Minas Gerais (Brasil) foram cultivadas em caldo soja tripticaseína. Após remoção das células bacterianas, os líquidos resultantes foram liofilizados e extraídos com metanol/acetato de etila (1:1). Os extratos foram concentrados sob vácuo e submetidos a testes com sementes de alface (Lactuca sativa L.). Os metabólitos produzidos por cinco isolados bacterianos reduziram o número de plântulas normais para valores estatisticamente inferiores aos observados para o controle negativo, sendo os mais expressivos resultados obtidos com Bacillus cereus Frankland and Frankland, isolado de Ricinus communis L., que causou necroses nas radículas de 82,4 por cento das plântulas. Os metabólitos dessa bactéria também impediram a germinação de 52 por cento das sementes de Brachiaria decumbens Stapf e fizeram com que as 48 por cento restantes dessem origem a plântulas anormais. Os metabólitos de B. cereus foram submetidos a processos de purificação direcionados por testes com sementes de alface. Em decorrência, isolou-se uma substância, que será identificada em estudos futuros. Na concentração de 0,057 g/L, causou necrose nas radículas de todas as plântulas de alface provenientes do teste com sementes.