Microbiologia Agrícola
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Item Gênomica comparativa de clusters putativos de biossíntese de peptídeos laço em procariotos do rúmen(Universidade Federal de Viçosa, 2017-02-23) Assis, Fábia Giovana do Val de; Mantovani, Hilário Cuquetto; http://lattes.cnpq.br/6084595541625934Peptídeos laço são uma classe de produtos naturais sintetizados ribossomicamente e modificados pós-tradução que apresentam um conjunto diversificado de atividades relevantes, incluindo inibição do crescimento bacteriano, antagonista de receptor, e inibição de enzimas. Estratégias de mineração genômica têm contribuído para a descoberta de novos peptídeos laço e também de novos microrganismos produtores de peptídeos desse grupo. No entanto, pouco se sabe sobre a produção de peptídeos laço pela microbiota do ecossistema ruminal. Neste trabalho, análises in silico foram realizadas para investigar a distribuição de clusters gênicos relacionados com a biossíntese de peptídeos laço (lasA, lasB, lasC e lasD) em genomas de 320 bactérias e 5 archaeas ruminais e de 25 bactérias isoladas de fezes de ruminantes. Para 42 genomas de bactérias ruminais foram inferidos clusters putativos incompletos e completos para peptídeos laço, utilizando as ferramentas BAGEL3, AntiSMASH, Banco de dados 1 e Banco de dados 2, sendo o Filo Firmicutes o de maior representatividade. De um total de 26 genomas de bactérias do rúmen que tiveram inferidos clusters gênicos completos de biossíntese de peptídeos laço (em sua maioria pertencentes à classe II), 53% foi representado por linhagens do gênero Butyrivibrio. A análise da organização dos 26 clusters putativos completos de biossíntese de peptídeos laço inferidos via mineração genômica revelou a presença de vários genes com funções moleculares e biológicas diversas, dentre esses, predominaram (38% dos clusters) os genes putativos para histidina cinase (HisKA). Os domínios conservados dos produtos preditos para os genes de biossíntese de peptídeos laço indicaram os genes lasB e lasC como os mais conservados e úteis na mineração genômica desses peptídeos. Árvores filogenéticas representativas dos genes lasA, lasB, lasC e lasD revelaram que a presença dos genes de biossíntese de peptídeos laço retratavam um processo evolutivo. A reconstrução filogenética com base no gene que codifica o rRNA 16S para 42 genomas de bactérias do rúmen que apresentaram clusters putativos completos e incompletos para biossíntese de peptídeos laço, permitiu o agrupamento das linhagens em seus respectivos gêneros ou Família (Lachnospiraceae e Coriobacteriaceae). A partir das análises de metatranscriptoma, pôde-se inferir que os genes de biossíntese para peptídeos laço podem ser expressos com base no arquivo de metatranscriptoma SRR3169851 e reforçaram a evidência de que os genes putativos de biossíntese lasB e lasC são conservados entre linhagens da mesma espécie de bactérias do rúmen. Concluiu-se que a análise in silico forneceu evidências de novos clusters de genes biossintéticos em espécies bacterianas não previamente relacionadas com peptídeos laço, sugerindo que a microbiota ruminal representa uma fonte potencial de novos peptídeos laço.Item Efeito de nisina sobre a atividade proteolítica de Serratia liquefaciens(Universidade Federal de Viçosa, 2016-09-16) Felipe, Fábio de Oliveira; Vanetti, Maria Cristina Dantas; http://lattes.cnpq.br/5872764934243592A desestabilização, a diminuição do rendimento, da qualidade sensorial e da vida útil de produtos lácteos processados durante a estocagem são problemas associados principalmente, à atividade de proteases resistentes a altas temperaturas, muitas dessas de origem bacteriana. Em busca do aumento do tempo de prateleira dos produtos alimentares, antimicrobianos naturais, como as bacteriocinas, são uma importante alternativa. Nisina é uma bacteriocina geralmente reconhecida como segura (GRAS) e de reconhecida efetividade para inibir o crescimento de bactérias envolvidas em doenças de origem alimentar e bactérias deterioradoras de alimentos. No intuito de ampliar o uso de nisina, objetivou-se avaliar o seu efeito sobre a atividade proteolítica de isolados de Serratia liquefaciens, uma das bactérias prevalentes em amostras de leite cru. Esta bactéria produz dois tipos de metaloproteases, Serl, termossensível e Ser2, termorresistente. Inicialmente, foi avaliada a influência dos meios de cultura sobre a atividade proteolítica total de dois isolados de S. liquefaciens e, na presença de cálcio, a atividade proteolítica foi aumentada. Na avaliação da atividade proteolítica total e de Ser2 de S. liquefaciens em duas temperaturas, em que 17 isolados foram avaliados, apenas cinco foram proteolíticos a 7 °C, enquanto 12 o foram a 30 °C. Esta diferença pode ser atribuída ao tempo de incubação nas temperaturas avaliadas. Os isolados L53, L95 e L98 foram selecionados para a comparação da atividade proteolítica de Serl e Ser2 e, principalmente, para avaliação do efeito de nisina sobre a atividade proteolítica de S. liquefaciens. Constatou-se que a proteólise detectada ao final da fase exponencial de crescimento é causada, essencialmente, por Ser2, enquanto a atividade de Serl é maior na fase estacionária. Nisina não afetou o crescimento dos isolados de S. liquefaciens L53, L95 e L98, sob temperatura ótima, enquanto que, sob refrigeração, houve redução no crescimento dos isolados L53 e L95. A 7 °C e a 30 °C, a presença de nisina reduziu, significativamente, a atividade proteolítica de S. liquefaciens, sendo mais eficiente na redução da proteólise causada por Ser2. A redução da atividade proteolítica de Ser2 de S. liquefaciens na presença de nisina sugere que o uso de bacteriocinas pode ser uma estratégia a ser explorada para a melhoria da qualidade de leite e dos produtos lácteos, considerando que proteases termorresistentes representam grande problema na indústria do leite.Item Genômica comparativa e predição de peptídeos antimicrobianos em genomas de Streptococcus isolados do rúmen bovino(Universidade Federal de Viçosa, 2017-06-26) Oliveira, Isabela Maria Fernandes; Mantovani, Hilário Cuquetto; http://lattes.cnpq.br/3880754775258287O ecossistema ruminal é composto por uma alta diversidade de microrganismos que desepenham papel fundamental na nutrição e saúde do hospedeiro. Estudos recentes tem sugerido que o rúmen representa uma fonte promissora de novos peptídeos antimicrobianos e resultados anteriores demonstraram que os peptídeos produzidos por algumas linhagens de Streptococcus possuem características úteis para o controle de patógenos. Neste trabalho, o objetivo foi isolar, caracterizar e sequenciar o genoma de bactérias produtoras de peptídeos antimicrobianos obtidas do rúmen de bovinos Nelore alimentados com forrageiras tropicais. Cinco isolados foram selecionados e identificados como Streptococcus lutetiensis. Após a anotação dos genomas foram utilizadas ferramentas computacionais para mineração de clusters de biossíntese de bacteriocinas para identificação e comparação de sequências de peptídeos antimicrobianos. Além disso, foi realizada uma análise comparativa com genomas de Streptococcus isolados de humanos, para avaliar diferenças quanto aos requerimentos nutricionais e potencial patogênico dessas espécies. Nas análises usando bancos de dados de acesso livre, os cinco genomas de Streptococcus apresentaram clusters putativos de biossíntesse de bacteriocinas da classe II e apenas o S. lutetienses 59 apresentou um cluster associado com a biossíntese de lantibióticos (classe I). Em análises complementares usando a ferramenta protótipo AMPLY, foi observado um padrão de sequências homólogas a pre-peptídeos mais diverso do que o observado para peptídeos maduros, modificados pós traducionalmente. Nas análises comparativas dos cinco genomas ruminais com os genomas de Streptococcus gallolyticus subsp. gallolyticus ATCC 43143, Streptococcus pyogenes M1 GAS e Streptococcus pasteurianus ATCC 43144, foi observado que os genomas dos Streptococcus isolados de humanos apresentavam vias metabólicas mais completas para a utilização de carboidratos, o que não ocorreu para as vias de biossíntese de vitaminas e metabolismo de nitrogênio, nos quais os isolados do rúmen apresentaram mais genes associados com essas vias do anabolismo. Fatores de virulência foram identificados em todas as espécies analisadas, porém as espécies clínicas apresentaram maior quantidade e diversidade de genes relacionados com o fenótipo de patogenicidade, com destaque para S. pyogenes. Os resultados demonstraram que todos os isolados de Streptococcus do rúmen são potenciais produtores de AMPs e indicaram que linhagens do complexo Streptococcus bovis/equinus representam uma fonte promissora de bacteriocinas das classes I e II.