Análise de um clone metagenômico produtor de compostos potencialmente bioativos

Abstract

Resumo: Durante a prospecção por lipases em uma biblioteca metagenômica foram obtidos clones sem atividade lipolítica mas com fenótipo diferenciado visivelmente detectável. O clone M01, produtor de um composto marrom com alto rendimento mesmo em condições laboratoriais, foi investigado. O inserto foi quase totalmente sequenciado e, através de mutação, foi possível identificar que uma única ORF, homóloga a 4-hidroxifenilpiruvato dioxigenase (4-HPPD), conferia ao clone a capacidade de sintetizar o composto marrom. Nenhum outro gene relacionado foi encontrado, mas três ORFs encontradas codificando para proteases podem representar alvos de estudo com potencial biotecnológico. 4-HPPD é a segunda enzima da via catabólica da tirosina, convertendo hidroxifenilpiruvato (HPP) a homogentisato (HGA). Quando a produção é alta, HGA é excretado da célula, sofrendo auto-oxidação e auto-polimerização, gerando piomelanina, composto de coloração marrom. Em paralelo à produção de piomelanina e na presença de indol, através de um mecanismo ainda não desvendado, o organismo hospedeiro pode gerar duas moléculas coloridas com atividade antibiótica e citotóxica, turbomicina A e turbomicina B. Essas moléculas foram obtidas através de abordagem metagenômica apenas recentemente e são muito pouco estudadas, representando possíveis novos compostos com atividade biológica. A quantidade de composto marrom sintetizada pelo clone é uma função da composição do meio de cultivo e dos pHs inicias testados, o que sinaliza a possibilidade de otimização da produção. A solubilidade do composto marrom e das turbomicinas é diferencial em função da polaridade e do pH dos solventes testados, sugerindo margem para otimização da extração e purificação. O composto marrom produzido pelo clone M01 foi extraído e fracionado até a obtenção de formas purificadas das turbomicinas. A pureza relativa e identidade das moléculas foram confirmadas por TLC, MALDI-TOF e Q-TOF. A turbomicina A teve seu potencial antibacteriano avaliado, apresentando resultado positivo contra as estirpes Gram-positivas testadas.