Estudos biossintéticos de policetídeos macrolactônicos bioativos em Streptomyces sp. ICBG311

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Lourenzon, Vitor Bruno
• 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: Antifungal activity; Atividade antifúngica; Atividade Leishmanicida; Biossíntese; Biosynthesis; Cifomicina; Cyphomycin; Insetos sociais; Leishmanicidal activity; Micro-organismos simbiontes; Social insects; Streptomyces; Symbiotic microorganisms
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/60/60138/tde-29092021-073222/

Os produtos naturais desempenham um importante papel na descoberta e no desenvolvimento de novos fármacos. Neste contexto, os micro-organismos possuem notável contribuição, visto que são profícuos produtores de metabólitos secundários ativos frente aos mais diversos patógenos. Em função disso, a associação com micro-organismos se mostrou uma importante vantagem evolutiva para os mais diversos seres vivos como plantas, insetos e diversos outros animais. Um exemplo bem conhecido desse tipo de simbiose é associação de formigas da subtribo Attina com actinobactérias que produzem compostos ativos frente patógenos específicos que ameaçam a colônia das formigas. Em estudos recentes realizados no Laboratório de Química de Micro-organismos (LQMo - FCFRP) foram identificados, a partir do cultivo da actinobactéria Streptomyces sp. ICBG311, isolada de machos alados de formigas criadoras de fungos Cyphomyrmex, três policetídeos estruturalmente relacionados, sendo um deles inédito, a cifomicina (15), e dois já descritos na literatura, caniferolídeo C (16) e GT-35 (17). Os compostos apresentaram potencial antifúngico contra linhagens de fungo entomopatogênico e também contra patógenos humanos, além de elevada atividade antiparasitária frente as formas amastigotas intracelulares e promastigotas de Leishmania donovani. Dispondo dessas informações, o presente projeto contribuiu com a determinação da via de biossíntese da cifomicina e seus análogos e com a avaliação da produção dos compostos em diferentes condições de cultivo. A partir de análises do genoma de Streptomyces sp. ICBG311 usando o software AntiSMASH, foi identificado o cluster de genes biossintéticos (BGC) 1.4 que possui 220 Kpb de comprimento, contendo 83 genes, sendo 25 deles putativamente relacionados com a biossíntese dos compostos 15-17. O esqueleto policetídico é biossintetizado por uma policetídeo sintase (PKS) tipo I, e posteriormente modificado por citocromos P450 que promovem oxidações pontuais que marcam as diferenças entre os três compostos. Os açúcares presentes nas estruturas são biossintetizados a partir da glicose-1-fosfato pela ação de nove enzimas, e por fim, a alquilnaftoquinona tem como precursor biossintético um intermediário da via da menaquinona e o restante de sua biossíntese é realizada pelo produto de três outros genes. Com o objetivo de otimizar as condições de cultivo, a linhagem ICBG311 foi cultivada em diversos meio de cultura, porém a produção dos compostos não foi reprodutível na maioria das condições testadas, com a exceção do meio ISP2 ágar. O cultivo da linhagem ICBG311 em meio ISP2 ágar também se destacou nas análises metabolômicas usando dados de LC-ESI-MS/MS e a plataforma \"Global Natural Product Social Molecular Networking\" (GNPS), apresentando 53 íons que não estavam presentes nos extratos dos cultivos em outros meios de cultura. Com isso, o meio ISP2 ágar se mostrou promissor tanto para a produção dos compostos 15-17 como para explorar o potencial biossintético apresentado por essa actinobactéria. Sendo assim, este trabalho relata a via de biossíntese da cifomicina e seus análogos, além de contribuir com a determinação das condições de cultivo que podem ser utilizadas em trabalhos futuros com a linhagem bacteriana.