Bernardo Veyrand-Quirós y J. Iván Murillo-Álvarez

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1 Bernardo Veyrand-Quirós y J. Iván Murillo-Álvarez 4 de octubre de 2013

2 Ecología química marina tomó relevancia en los últimos 30 años. Químicos de productos naturales Funciones e interacciones ecológicas entre organismos. Estudio de mecanismos químicos adyacentes. Aspectos químicos y biológicos Condiciones ecológicas reales

3 Macroalgas sirven como recurso para invertebrados Epifauna Serpúlidos Hidroides Esponjas Tunicados Briozoarios Epibiosis Simbiosis Organismos no parásitos Pérdida de frondas Disminución en crecimiento Bloqueo de fotosíntesis

4 Briozoarios Invertebrados colonizadores de frondas Interfieren en captación de luz Afecta fisiología Modificación de costo energético en alga Reducción en tasa fotosintética Limitación en el tamaño de las hojas Ruptura de frondas Alteración en los tejidos

5 OBJETIVO GENERAL Establecer la diferencia metabólica entre los compuestos de Gelidium robustum a diferentes porcentajes de cobertura por el briozoario epífito Membranipora tuberculata.

6 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Obtener diferentes extractos etanólicos a partir del alga G. robustum. Fraccionar los extractos orgánicos por medio de métodos cromatográficos, así como analizar perfiles de elución. Definir la estructura química de los compuestos aislados por medio de técnicas de espectrometría de infrarrojo.

7 Recolección de Gelidium robustum por medio de buceo SCUBA 7-10 m. Puerto Escondido, al sur de Bahía Tortugas, Baja California Sur, México. Identificación taxonómica en UABCS Material se lavó, retiró exceso de sal y se trasladó a CICIMAR Alga se separó en porcentajes de cobertura de briozoario Membranipora tuberculata 0% de epífito, 0-30%, 30-60%, >60%, 100%

8 Obtención de extractos Obtención de seis extractos etanólicos 800 g de alga seca 100 ml de EtOH cada 20 g de muestra 0-30% ( ) 30-60% ( ) >60% ( ) 100% ( ) Viales etiquetados Secar fracciones en rotavapor a 40 C± 100% epifitos retirados ( A) Briozoario ( B) TLC 10 mg/ 1 ml EtOH Diferentes sistemas de elución de polaridad CH2Cl:EtOH (7:3)

9 Fraccionamiento de extractos etanólicos Combinación de extractos 1-4 (14 g) Fraccionamiento Extracción fasesólida Muestra-Sílica 1:10 Sistemas de elución Diclorometano Diclorometano:Etanol Etanol 100% Unión de eluatos en tres fracciones 1-10, y Cromatografía de capa fina Obtención de 20 Eluatos F F F3 Secar fracciones en rotavapor a 40 C±

10 Evaluación de actividad antibacteriana Actividad anti-incrustante Extractos crudos Fracciones Efecto antibacteriano Difusión en agar con discos Vibrio harveyi V. parahaemolyticus Staphylococcus aureus Pseudomonas aeruginosa Escherichia coli Ensayo bacteriano Determinación de halo de inhibición

11 Caracterización estructural de extractos crudos y F3 Espectrómetro FTIR- Modelo Spectrum Two TM Perkin-Elmer. Espectro entre 4,000 y 250 cm -1 Corrección con Software Spectrum de Perkin Elmer Comparación cuantitativa entre extractos Área de bandas Análisis de proporciones

12 Aumento Metabolito de metabolitos disminuye conforme aumenta porcentaje Donde: secundarios conforme aumenta porcentaje de cobertura. de cobertura. 1 Extracto (0-30%) 2 Extracto (30-60%) 3 Extracto (>60%) 4 Extracto (100%) Respuesta Posiblemente del mecanismo producto de derivado defensa de química fotosíntesis. del alga contra epibiontes (Amsler, 2008). Fase estacionaria: Placas de sílica gel fase normal. Terpenoides Briozoario M. tuberculata presenta efectos Fase móvil: CH 2 Cl 2 : EtOH (7:3) Esteroides negativos en género Revelador: Gelidium H 2 SO 4 (Cancino 10% y vainillina et al., 1987; Alcaloides Muñoz et al., 1991). Mecanismo Disminución de defensa flujo Dos fotónico teorías en 56 %. Reducción incidental hasta en 44 % Rhoades (1979) recursos de valor adaptativo de sus tejidos. Respuesta metabólica en función de variables ambientales (McClintock y Baker, 1997).

13 Alternativa: Compensación fotosintética como respuesta a colonización de M. tuberculata. Pigmentos auxiliares Molina et al. (1991) talos de Gelidium rex con mayor porcentaje de colonización presentaban mayor cantidad de pigmentos fotosintéticos Ficobilinas, clorofila α y carotenos Compensación fotosintética como respuesta a disminución de la densidad de flujo fotónico causado por el epibionte

14 Actividad anti-incrustante en algas rojas reportada anteriormente, sin embargo no para Gelidium robustum (Águila-Ramírez et al., 2012). Extractos crudos no mostraron actividad Fracción F1 activa (Diclorometano). Fracción V. parahaemolyticus V. harveyi S. aureus P. aureginosa E. coli F1 1.1 cm.9 cm 1.2 cm NA NA F2 NA NA NA NA NA F1 NA NA NA NA NA

15 F1 activa contra bacterias involucradas en el proceso de micro-epifitismo. Staphylococcus aureus; bacteria terrestre (Grampositiva) Vibrio parahaemolyticus bacteria marina (Gram-negativa) G. robustum es un alga capaz de sintetizar compuestos activos contra organismos terrestres y marinos, siendo tanto Gram-positivos como Gram-negativos.

16 Grupo hidroxilo cm -1 Grupos carboxilo y cm -1 En Huella dactilar entre 600 y 1400 cm -1 se distingue el anillo de azúcar en la banda cm -1 Alcanos, alcoholes, esteres, éteres o ácidos carboxílicos

17 % Transmitancia COOH OH Anillo de azúcar Longitud de onda (cm -1 )

18 Mismas bandas entre extractos; diferentes áreas de picos. COOH y cm -1, podrían tratarse de derivados de agaropectina, como ácido glucorónico o ácido pirúvico (Vilar et al., 2011). Nelson et al. (1994) Huella dactilar: galactanos sulfatados, pertenecientes al grupo éster, agarocoloides 930 cm -1 se presenta anhidrogalactosa constituyendo la unidad en el carragenano de las algas rojas.

19 Análisis de proporción de áreas de absorción Disminución en OH y COOH Disminución anillo de azúcar Disminución indica interferencia de briozoario en proceso fotosintético, presentando problema en producción de azúcares. Relación negativa de parte del briozoario M. tuberculata hacia el alga roja G. robustum (Hernández-Guerrero, 1997).

20 Extractos muestran diferencias en la concentración del metabolito polar, que disminuye conforme aumenta el porcentaje de cobertura. G. robustum presenta actividad antibacteriana tanto con bacterias marinas como terrestres, así como Gram + y Bandas de absorción muestran similitudes entre extractos, sin embargo muestran área de bandas diferentes en relación a los azúcares. El briozoario M. tuberculata presenta un efecto negativo en el metabolismo de G. robustum al interferir en el proceso fotosintético, así como en sus productos derivados.

21 Dr. Jesús Iván Murillo CICIMAR Investigación y Posgrado del Instituto Politécnico Nacional por su apoyo financiero Dr. Mauricio Muñoz Ochoa y al grupo del laboratorio de Química de Algas Marinas

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