Abstract The emergence of bacterial resistance to antimicrobials poses a significant health threat. To address this issue, exploring the fungal diversity in freshwater environments in the Amazon Forest has potential in the search for new antimicrobials. This study aimed to investigate the production of antibacterial metabolites by aquatic fungi from Amazon lakes, specifically Lake Juá and Lake Maicá (Brazil-PA). The fungal isolates were obtained from wood fragments submerged in these lakes, and the ethyl acetate extracts were evaluated for antibacterial activity against Staphylococcus aureus ATCC 25923, S. aureus (MRSA), ATCC 43300, Escherichia coli ATCC 25922, and E. coli (ESBL) NCTC 13353. Additionally, toxicity of the extracts (EtOAc with antimicrobial activity) against human fibroblasts MRC-5 was investigated. The study identified 40 fungal strains with antimicrobial screening, and the ethyl acetate extracts of Fluviatispora C34, Helicascus C18, Monodictys C15, and Fusarium solani LM6281 exhibited antibacterial activity. F. solani LM6281 showed the lowest minimum inhibitory concentration (MIC) of 50 µg/mL against S. aureus strains and MIC of 100 µg/mL against E. coli strains including ESBL. The cytotoxicity (IC50) of the extract (EtOAc) of F. solani LM6281 was 34.5 µg/mL. Preliminary studies of the TLC culture and RNM-H from the extract (EtOAc) of F. solani suggested the presence of substances from the class of terpenes, quinones, phenolics, and flavonoids. This study highlights the potential of submerged wood fungi in the Amazon region to produce antibacterial substances, thus identifying them as sources of novel bioactive compounds with potential use in the pharmaceutical industry and regional bioeconomy.

Resumo O surgimento de resistência bacteriana a antimicrobianos representa uma ameaça significativa à saúde. Para abordar esta questão, explorar a diversidade fúngica em ambientes de água doce na Floresta Amazônica tem potencial na busca de novos antimicrobianos. Este estudo teve como objetivo investigar a produção de metabólitos antibacterianos por fungos aquáticos de lagos amazônicos, especificamente os lagos Juá e Maicá (Brasil-PA). Os isolados fúngicos foram obtidos de fragmentos de madeira submersos nesses lagos, e os extratos de acetato de etila foram avaliados quanto à atividade antibacteriana contra Staphylococcus aureus ATCC 25923, S. aureus (MRSA), ATCC 43300, Escherichia coli ATCC 25922 e E. coli (ESBL) NCTC 13353. Além disso, a toxicidade dos extratos (EtOAc com atividade antimicrobiana) contra fibroblastos humanos MRC-5 foi investigada. O estudo identificou 40 cepas de fungos com triagem antimicrobiana, e os extratos de acetato de etila de Fluviatispora C34, Helicascus C18, Monodictys C15 e Fusarium solani LM6281 exibiram atividade antibacteriana. F. solani LM6281 apresentou a menor concentração inibitória mínima (CIM) de 50 µg/mL contra cepas de S. aureus e CIM de 100 µg/mL contra cepas de E. coli incluindo ESBL. A citotoxicidade (IC50) do extrato (EtOAc) de F. solani LM6281 foi de 34,5 µg/mL. Estudos preliminares da cultura TLC e RNM-H do extrato (EtOAc) de F. solani sugeriram a presença de substâncias da classe dos terpenos, quinonas, fenólicos e flavonoides. Este estudo destaca o potencial de fungos de madeira submersos na região amazônica para produzir substâncias antibacterianas, identificando-os como fontes de novos compostos bioativos com potencial de uso na indústria farmacêutica e na bioeconomia regional.

Resumo Resíduos de agrotóxicos que contaminam o meio ambiente circulam no ciclo hidrológico, podendo se acumular na cadeia alimentar e causar problemas tanto à saúde ambiental quanto humana. Por sua vez, microrganismos são bem conhecidos por sua versatilidade metabólica e capacidade de degradar substâncias quimicamente estáveis, incluindo xenobióticos recalcitrantes. O estudo atual se concentrou na bioprospecção nos solos da floresta amazônica para encontrar novas linhagens de fungos capazes de degradar com eficiência o herbicida onipresente na agricultura e no meio ambiente, o glifosato. Entre os 50 fungos isolados (usando meio de cultura suplementado com glifosato como única fonte de carbono), a maioria eram isolados do gênero Penicillium (60%) e os outros eram isolados de Aspergillus e Trichoderma (26 e 8%, respectivamente). Todos os 50 isolados de fungos foram capazes de usar glifosato como fonte de fósforo. Oito desses isolados cresceram melhor em meio suplementado com glifosato do que em meio Czapek Dox regular. LC-MS revelou que a degradação do glifosato por Penicillium 4A21 resultou nos metabólitos sarcosina e ácido aminometilfosfônico.

Abstract Pesticide residues that contaminate the environment circulate within the hydrological cycle can accumulate within the food chain and cause problems to both environmental and human health. Microbes, however, are well known for their metabolic versatility and the ability to degrade chemically stable substances, including recalcitrant xenobiotics. The current study focused on bio-prospecting within Amazonian rainforest soils to find novel strains fungi capable of efficiently degrading the agriculturally and environmentally ubiquitous herbicide, glyphosate. Of 50 fungal strains isolated (using culture media supplemented with glyphosate as the sole carbon-substrate), the majority were Penicillium strains (60%) and the others were Aspergillus and Trichoderma strains (26 and 8%, respectively). All 50 fungal isolates could use glyphosate as a phosphorous source. Eight of these isolates grew better on glyphosate-supplemented media than on regular Czapek Dox medium. LC-MS revealed that glyphosate degradation by Penicillium 4A21 resulted in sarcosine and aminomethylphosphonic acid.

Resumo Desde os estudos clássicos de Alexander Flemming, as cepas de Penicillium são conhecidas como uma fonte rica em substâncias antimicrobianas. Estudos recentes identificaram novos metabólitos produzidos pela espécie Penicillium sclerotiorum com atividades antibacteriana, anti-incrustante e farmacêutica. Aqui, relatamos o isolamento de uma colônia de P. sclerotiorum (LM 5679) do solo amazônico e relatamos também o estudo baseado em cultura para determinar se ele pode produzir qualquer novo metabólito (s) secundário (s) que não foram relatados até agora para este gênero. Usando um sistema de cultura submerso, os metabólitos secundários foram recuperados por extrato de solvente seguido por cromatografia em camada delgada, ressonância magnética nuclear e espectroscopia de massa. Um novo metabólito secundário foi isolado de P. sclerotiorum (LM 5679); o composto fenólico 5-pentadecil resorcinol que é amplamente conhecido como um antifúngico que é produzido por diversas espécies de plantas. Este metabólito não foi relatado anteriormente em nenhuma espécie de Penicillium, e foi encontrado apenas uma vez em fungos (Fusarium). Aqui, discutimos as atividades conhecidas do 5-pentadecil resorcinol no contexto de seu modo de ação como um estressor hidrofóbico (mediado pela caotropicidade).

Abstract Since the classic studies of Alexander Flemming, Penicillium strains have been known as a rich source of antimicrobial substances. Recent studies have identified novel metabolites produced by Penicillium sclerotiorum that have antibacterial, antifouling and pharmaceutical activities. Here, we report the isolation of a P. sclerotiorum (LM 5679) from Amazonian soil and carry out a culture-based study to determine whether it can produce any novel secondary metabolite(s) that are not thus-far reported for this genus. Using a submerged culture system, secondary metabolites were recovered by solvent extract followed by thin-layer chromatography, nuclear magnetic resonance, and mass spectroscopy. One novel secondary metabolite was isolated from P. sclerotiorum (LM 5679); the phenolic compound 5-pentadecyl resorcinol widely known as an antifungal, that is produced by diverse plant species. This metabolite was not reported previously in any Penicillium species and was only found once before in fungi (that time, in a Fusarium). Here, we discuss the known activities of 5-pentadecyl resorcinol in the context of its mode-of-action as a hydrophobic (chaotropicity-mediated) stressor.

RESUMORubiaceae é uma família botânica com grande potencial químico e biológico Neste trabalho realizou-se a prospecção fitoquímica e avaliou-se as atividades citotóxica, antioxidante e antifúngica dos extratos diclorometânicos e metanólicos das folhas de Duroia saccifera, Ferdinandusa goudotiana, F. hirsuta, F. paraensis, Ferdinandusa sp., Palicourea corymbifera e P. guianensis. A avaliação da citotoxicidade foi realizada empregando-se o ensaio de toxicidade sobre Artemia salina. A atividade antifúngica foi determinada pelo método de difusão em ágar utilizando-se os fungos: Epidermophyton floccosum, Microsporum canis 32905, M. gipseum 29/00, Trichophyton mentagrophytes ATCC 9533/03, T. rubrum ATCC 28189, T. tonsurans 21/97, Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, FusariumU. 662/06, Scytalidium U. 661/06, Candida albicans ATCC 3632 e C. albicans U. 5/99. A atividade antioxidante foi determinada através dos ensaios de redução do radical livre 1,1-difenil-2-picrilhidrazila (DPPH) e de descoloração do cátion radical ácido-6-sulfônico-2,2-azinobis-3-etilbenzotiazolina (ABTS). Para o ensaio de toxicidade sobre A. salina observou-se maior toxicidade no extrato metanólico de F. goudotiana, que se mostrou tóxico até a concentração de 5 µg mL-1. A presença de princípios antifúngicos foi observada em F. hirsuta e F. paraensiscontra quatro dos fungos testados. Na avaliação da atividade antioxidante os extratos metanólicos mostraram maior atividade que os extratos diclorometânicos, sendo coincidente o resultado obtido através de ambos os métodos (redução do DPPH e descoloração do ABTS). Os resultados criam possibilidades para futuras investigações relacionadas à estrutura e atividade dos componentes de cada extrato ativo.

ABSTRACTRubiaceae is a plant family with great chemical and biological potential. In this work a phytochemical prospection was performed and it was assessed the cytotoxic, antioxidant and antifungal activities of dichloromethanic and methanolic extracts of the leaves of Duroia saccifera, Ferdinandusagoudotiana, F. hirsuta, F. paraensis, Ferdinandusa sp., Palicourea corymbifera and P. guianensis. The cytotoxicity evaluation was carried out using the test toxicity on Artemia salina. The antifungal activity was determined by agar diffusion method using fungi: Epidermophyton floccosum, Microsporum canis 32905, M. gipseum 29/00, Trichophyton mentagrophytes ATCC 9533/03, T.rubrum ATCC 28189, T. tonsurans 21/97 , Cladosporium cladosporioides, C. sphaerospermum, FusariumU. 662/06, Scytalidium U. 661/06, Candida albicans ATCC 3632 and C. albicans U. 5/99. The antioxidant activity was determined by testing the amount of free radical 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) and the discoloration of the radical cation 6-sulfonic acid-2 ,2-azinobis-3-ethylbenzothiazoline (ABTS). For the toxicity test on A. salina greater toxicity in the methanol extract of F. goudotiana was observed, which proved to be toxic up to a concentration of 5 µg mL-1. The presence of antifungal principles was observed in the F. hirsuta and F. paraensis against four tested fungi. In the evaluation of the antioxidant activity, the methanol extracts showed greater activity than the dichloromethanic ones, being similar the obtained result through both methods (reduction of DDPH and ABTS decolorization) . The results create possibilities for future researches related to the structure and activity of the components of each active extract.