Estudo comparativo dos proteomas extra e intracelular das actinobactérias Streptomyces aculeolatus PTM-29 e PTM-129

Abstract

As actinobactérias marinhas, particularmente a linhagem MAR4, um novo grupo de actinobactérias relacionadas ao género Streptomyces, tem se revelado uma fonte rica de isoprenóides híbridos, uma vasta família de metabolitos com um largo espetro de bioatividades. A integração de tecnologias Omics, como genómica, proteómica, transcriptómica e metabolómica, têm desempenhado um papel fundamental no acesso ao potencial de produção destes microrganismos, permitindo o entendimento das vias moleculares envolvidas na biossíntese de metabolitos. Neste trabalho adotou-se uma abordagem proteómica diferencial, baseada em 2DE, para o estudo comparativo dos proteomas de duas estirpes de actinobactérias marinhas da linhagem MAR4 pertencentes à espécie Streptomyces aculeolatus. Codificadas por PTM-29 e PTM-129 estas estirpes partilham 99% de identidade com base na sequência do gene 16S rRNA. Contudo, as estirpes exibem grandes diferenças ao nível do seu metaboloma e, consequentemente, ao nível do seu perfil de bioatividade, sendo que a PTM-29 está envolvida na síntese de napiradiomicinas e marinonas com atividades antimicrobianas contra MRSA COL (Staphylococcus aureus resistente à meticilina) e VRE EF82 (Enterococcus resistente a vancomicina) enquanto que a PTM-129 não exibiu, até à data, qualquer tipo de bioatividade. Assim, estabeleceu-se a estirpe PTM-129, como a estirpe de referência, com o objetivo de se identificarem biomarcadores proteicos da síntese de metabolitos excretados pela estirpe PTM-29. Adicionalmente, realizou-se um estudo aos exoproteomas das referidas estirpes, utilizando a mesma abordagem, com o objetivo de se identificarem novos metabolitos bioativos, nomeadamente péptidos não ribossomais, frequentemente sintetizados por estes microrganismos. Os proteomas foram analisados num intervalo de pH 4-7, e a recolha das células das referidas estirpes, para os estudos proteómicos, foi efetuada durante a fase estacionária do crescimento, uma vez que esta potencia o metabolismo secundário e, por conseguinte, a expressão das proteínas biossintéticas. Os proteomas totais das estirpes PTM-29 e PTM-129, apresentaram padrões de expressão semelhantes, com 203 spots comuns. No entanto, por outro lado, foi detetado um grande número de spots exclusivos de cada uma das estirpes, que representam possíveis candidatos a biomarcadores da síntese dos metabolitos encontrados no metaboloma da estirpe PTM-29. No que diz respeito aos exoproteomas, as estirpes em estudo apresentaram perfis bastante distintos, com apenas 25 spots comuns e um grande número de spots exclusivos de cada estirpe. A grande diversidade de espécies proteicas observadas ao nível dos exoproteomas constitui uma boa oportunidade de investigação para o screening de novos metabolitos bioativos. Neste contexto, o potencial antimicrobiano destes extratos foi testado contra duas bactérias multirresistentes a MRSA COL e VRE EF82, e resultados preliminares revelaram bioatividade das estirpes PTM-29 e PTM-129 contra MRSA, com valores de MIC de 62,5 μɡ/mL e 125 μɡ/mL, respetivamente.