Lavasamicinas – Novos produtos naturais provenientes de bactérias da coleção do DSMZ
Cepas de Streptomyces recentemente caracterizadas produzem produtos naturais até agora desconhecidos
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Numa estreita colaboração, investigadores do Instituto Leibniz DSMZ — Coleção Alemã de Microrganismos e Culturas Celulares — e do Centro Helmholtz de Investigação sobre Infecções (HZI) descobriram dois produtos naturais até então desconhecidos. A lavasamicina A e B são produzidas pela bactéria Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, que foi isolada de uma amostra de solo recolhida em Lavasan, no Irão, e caracterizada como uma nova subespécie no DSMZ. Os resultados foram publicados na conceituada revista «Journal of Natural Products».
Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis
DSMZ
Novas estirpes bacterianas como fonte de antibióticos
As bactérias do género Streptomyces produzem uma enorme variedade de compostos naturais, incluindo antibióticos. As estirpes bacterianas filogeneticamente próximas produzem frequentemente metabolitos secundários semelhantes. Por conseguinte, investigar estirpes que diferem nas suas relações filogenéticas dos produtores conhecidos pode constituir uma estratégia útil na procura de novos produtos naturais. A coleção de recursos microbianos do DSMZ constitui uma base importante para esta investigação: preserva microrganismos caracterizados que ainda não foram investigados de forma exaustiva quanto ao seu potencial para produzir produtos naturais, incluindo antibióticos.
Descoberta de duas lavasamicinas
Os investigadores isolaram dois produtos naturais até então desconhecidos da estirpe recentemente caracterizada Streptomyces barkulensis subsp. lavasanensis, denominando-os lavasamicina A e B. Ambos pertencem à classe dos derivados da antraquinona e contêm uma fração de açúcar invulgar. A lavasamicina B apresenta também um elemento estrutural raro, conhecido como unidade butenolida. Em testes laboratoriais, a lavasamicina A inibiu o crescimento da bactéria Gram-positiva Bacillus subtilis, ao passo que não se observou tal atividade para a lavasamicina B nas condições testadas. As características estruturais e as diferentes atividades biológicas dos dois compostos tornam-nos adições interessantes à diversidade dos produtos naturais microbianos e constituem uma base para futuras investigações sobre a sua biossíntese e propriedades.
Caracterização do cluster de genes biossintéticos
Para além da análise química, a equipa investigou a base genética da produção da lavasamicina. Os investigadores confirmaram experimentalmente o cluster de genes biossintéticos responsável pela produção dos compostos — um cluster de poliquetide sintase do tipo II — e demonstraram que um repressor inibe a sua produção. A inativação deste regulador levou a um aumento substancial na produção de lavasamicina. Estas descobertas fornecem insights sobre os mecanismos reguladores subjacentes à biossíntese da lavasamicina e demonstram como os níveis de produção podem ser influenciados através de modificações genéticas direcionadas.
Colaboração que impulsiona a investigação sobre produtos naturais
«A combinação da caracterização taxonómica, da química dos produtos naturais e de investigações genéticas direcionadas permite-nos descobrir novos produtos naturais, incluindo antibióticos, e compreender melhor a sua biossíntese. O nosso estudo também destaca o potencial de estirpes de Streptomyces, até agora pouco exploradas, para a investigação de produtos naturais», afirma a Prof.ª Dra. Yvonne Mast, Diretora Científica Interina do Instituto Leibniz DSMZ e Chefe do Departamento de Recursos Biológicos para a Bioeconomia e Investigação em Saúde.
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Publicação original
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