RELACIÓN QUÍMICO-ECOLÓGICA ENTRE EL ALGA ROJA

Bernardo Veyrand-Quirós y J. Iván Murillo-Álvarez
4 de octubre de 2013

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

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

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
OBJETIVO GENERAL

Establecer la diferencia metabólica entre los
compuestos de Gelidium robustum a diferentes
porcentajes de cobertura por el briozoario epífito
Membranipora tuberculata.
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.

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%
Obtención de extractos
Obtención de seis
extractos etanólicos
Viales etiquetados
800 g de alga seca
100 mL de EtOH
cada 20 g de
muestra
0-30% (12-001-40)
30-60% (12-002-41)
>60% (12-003-40)
100% (12-04-40)
Secar fracciones en
rotavapor a 40°C±
100% epifitos retirados
(12-004-40A)
Briozoario
(12-004-40B)
TLC
10 mg/ 1 mL EtOH
Diferentes sistemas
de elución de
polaridad
CH2Cl:EtOH
(7:3)
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, 11-14 y 15-20
Cromatografía de
capa fina
Obtención de 20
Eluatos
12-001234-40 F1
12-001234-40 F2
12-001234-40 F3
Secar fracciones en
rotavapor a 40°C±
Evaluación de actividad antibacteriana
Actividad
anti-incrustante
Extractos crudos
Fracciones
Difusión en agar con
discos
Vibrio harveyi
V. parahaemolyticus
Ensayo bacteriano
Determinación de
halo de inhibición
Efecto antibacteriano
Staphylococcus aureus
Pseudomonas
aeruginosa
Escherichia coli

Caracterización estructural de extractos
crudos y F3

Espectrómetro FTIR- Modelo Spectrum TwoTM
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
• Metabolito
disminuyesecundarios
conforme aumenta
porcentaje
• Aumento
de metabolitos
conforme
aumenta
Donde:
de cobertura.
porcentaje
de cobertura.1 Extracto 12-001234-40 (0-30%)
2 Extracto 12-001234-40 (30-60%)
3 Extracto 12-001234-40 (>60%)
4 Extracto 12-001234-40 (100%)
• Posiblemente
productode
derivado
dequímica
fotosíntesis.
• Respuesta
del mecanismo
defensa
del alga
contra epibiontes (Amsler, 2008).
Fase estacionaria:
Placasefectos
de sílica gel fase normal.
Briozoario M. tuberculata
presenta
•• Terpenoides
Fase móvil: CH2Cl2: EtOH (7:3)
Revelador:
H2SO4(Cancino
10% y vainillinaet al., 1987;
negativos en género
Gelidium
• Esteroides
• Alcaloides
Muñoz et al., 1991).
• Mecanismo
de defensa
Dos
teoríasen 56 %.
• Disminución
de flujo
fotónico
• Rhoades
(1979) recursos
de valor
• Reducción
incidental
hastaadaptativo
en 44 %de sus tejidos.
• Respuesta metabólica en función de variables ambientales
(McClintock y Baker, 1997).
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

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 12-001234-40 F1 activa (Diclorometano).
Fracción
V. parahaemolyticus
V. harveyi
S. aureus
P. aureginosa
E. coli
12-001234-40F1
1.1 cm
.9 cm
1.2 cm
NA
NA
12-001234-40F2
NA
NA
NA
NA
NA
12-001234-40F1
NA
NA
NA
NA
NA

12-001234F1 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.

Grupo hidroxilo 3399. 03 cm-1

Grupos carboxilo 1634.01 y 1407. 92 cm-1

En Huella dactilar entre 600 y 1400 cm-1 se distingue el
anillo de azúcar en la banda 1029. 32 cm-1

Alcanos, alcoholes, esteres, éteres o ácidos carboxílicos
% Transmitancia
COOH
OH
Anillo de
azúcar
Longitud de onda (cm-1)

Mismas bandas entre extractos; diferentes áreas de
picos.

COOH 1634.01 y 1407. 92 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.

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).

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.
• 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