Terpenoma de cianobactérias isoladas de lagoas salino-alcalinas do Pantanal

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Machado, Mauricio Junior
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Ambientes extremos; Extremal environments; Genômica; Genomics; Metabólitos especializados; Metabolômica; Metabolomics; Specialized metabolites; Terpenóides; Terpenoids
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/11/11138/tde-11082022-145740/

No Pantanal brasileiro existem lagoas salino-alcalinas que exibem alto pH e concentrações de sais, onde ocorrem florações de cianobactérias apesar das condições extremas destes ambientes. Esses organismos fotossintetizantes oxigênicos são capazes de produzir diversos metabólitos especializados para a sua sobrevivência, os quais podem ter potencial aplicação biotecnológica. Dentre esses metabólitos produzidos pelas cianobactérias está a classe dos terpenos e terpenóides. Desta forma, o objetivo deste estudo foi realizar a mineração de agrupamentos gênicos de terpenos e terpenóides em genomas de cianobactérias isoladas de lagoas salino-alcalinas do Pantanal [Alkalinema pantanalense CENA528, Anabaenopsis elenkinii CCIBt3563, Geminocystis sp. CENA526, Arthrospira platensis CENA597 e CENA650, Pantanalinema rosanae CENA516 e 11 genomas montados a partir de metagenomas (MAGs Metagenome-Assembled Genomes)].A via biossintética de terpenos foi visualizada usando a ferramenta BlastKOALA e os agrupamentos de genes preditos na plataforma antiSMASH. Os genes e agrupamentos foram analisados quanto a sintenia e ortologia e comparados aos disponíveis nos bancos de dados. Os extratos celulares da biomassa cultivada das seis linhagens foram analisados por LC-MS/MS para identificar os metabólitos produzidos. Todos os genomas e MAGs apresentaram a via biossintética dos compostos precursores dos terpenos, assim como as vias de biossíntese de tetraterpenóides e ubiquinonas. Genes envolvidos na biossíntese de esqualeno e hopeno, triterpenóides, foram identificados somente em três genomas e em uma das MAGs. As análises de ortologia e sintenia mostraram que os genes da biossíntese de terpenóides são mais conservados entre gêneros e possuem identidade média de 60% para o filo Cyanobacteria. Na desreplicação dos compostos, o maior número foi identificado como pertencentes ao grupo dos tetraterpenóides. Outros compostos anotados nas linhagens foram Cibastacina A, um raro sesterterpeno, Austinoneol, um meroterpenóide e a lactona diterpênica Scytoficina. A utilização das ferramentas in silico para predição de genes e metabólitos conhecidos permitiu a exploração do terpenoma de cianobactérias que habitam as lagoas salino-alcalinas do Pantanal, abrindo caminho para futuras aplicações biotecnológicas.