Potencial molecular para biossíntese de inibidores de proteases em cianobactérias do gênero Microcystis e avaliação de toxicidade

• Processo: 16/07537-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2016
• Data de Término da vigência: 31 de agosto de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia de Ecossistemas
• Pesquisador responsável: Adriana Sturion Lorenzi
• Beneficiário: Júlia Cavinato Favaretto
• Instituição Sede: Escola Superior de Agricultura Luiz de Queiroz (ESALQ). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 13/15296-2 - Metagenômica comparativa de florações de cianobactérias em reservatórios de água do estado de Pernambuco, AP.JP
• Assunto(s): Metabólitos secundários Cianobactérias Cianotoxinas Sequenciamento Biossíntese Microcystis Processos fisiológicos Testes de toxicidade
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: aeruginosinas | cianopeptolinas | cianotoxinas | doenças humanas | Reservatórios de Água | sequenciamento | Cianobactérias e produção de inibidores de proteases

Resumo

Metabólitos secundários produzidos por cianobactérias (e.g. cianotoxinas) estão classificados entre as substâncias mais perigosas encontradas em águas de superfície utilizadas por seres humanos. Muitos cianopeptídeos, porém, apresentam funções e atividades biológicas bastante promissoras para fins farmacêuticos, incluindo inibidores enzimáticos, antimicrobianos, inibidores de apetite, antimaláricos, imunossupressores e antitumorais, mas ainda pouco explorados. A produção de inibidores de proteases por cianobactérias tem sido bastante relatada para linhagens do gênero Microcystis. Proteases estão envolvidas em uma grande variedade de processos fisiológicos no corpo humano, incluindo a progressão do ciclo celular, digestão de alimentos, angiogênese, coagulação sanguínea, regulação da pressão arterial, apresentação do antígeno, inflamação e apoptose. Embora um número crescente de estudos sobre cianopeptídeos estejam disponibilizados, informações sobre suas respectivas vias biossintéticas, estruturas moleculares, funções fisiológicas ou ecológicas ainda são escassas. O clima tropical do Brasil favorece bastante o crescimento de cianobactérias e a diversidade destes micro-organismos em tais condições é notável. Dessa forma, novos peptídeos, assim como novas variantes estruturais, poderão ser descobertos juntamente com suas respectivas vias biossintéticas. Os objetivos gerais deste estudo são: 1) investigar o potencial para a produção dos inibidores de proteases aeruginosinas e cianopeptolinas em linhagens de Microcystis, isoladas de diferentes corpos d'água do Brasil, incluindo a região semiárida, 2) verificar o seu potencial para a produção de microcistinas, a cianotoxina mais frequente em ambientes aquáticos. O DNA genômico será extraído e utilizado para amplificação por PCR das regiões aerA-aerB e mcnC-mcnE de aeruginosinas e cianopeptolinas sintetases, respectivamente. O gene mcyE será utilizado para a detecção molecular do potencial de produção de microcistinas nesses isolados. Os amplicons produzidos serão sequenciados e as sequências obtidas serão utilizadas para a determinação de distâncias evolutivas, com base na avaliação de árvores filogenéticas. Sequências do gene mcyE poderão favorecer a construção futura de biochips para a detecção do potencial toxicológico das cianobactérias em ambientes aquáticos específicos, como também a detecção das regiões aerA-aerB e mcnC-mcnE poderá indicar candidatas para estudos mais aprofundados de biosprospecção a partir de cianobactérias.