bioprospecÇÃo de atividade Álcool...

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1 Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 01-12, março/maio, 2013 Revista de Biologia e Farmácia. Universidade Estadual da Paraíba. Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Departamento de Biologia. Av. Juvêncio Arruda, s/n, Bodocongó, Campina Grande, PB, BRASIL. Cep: 58.109-753. E-mail: [email protected] ou [email protected] BIOPROSPECÇÃO DE ATIVIDADE ÁLCOOL DESIDROGENASE (ADH) DE FUNGOS ANEMÓFILOS ISOLADOS DO CENTRO VOCACIONAL TECNOLÓGICO DO MUNICÍPIO DE TAUÁ-CE Ana Raquel Carneiro Ribeiro 1a ; Luiz Francisco Wemmenson Gonçalves Moura 1a ; Messias Vital de Oliveira 1a ; Daniele Rodrigues de Lima 2a ; João Gláucio Siqueira Matos Mota 3ab ; Francisco Ernani Alves Magalhães 4ab RESUMO - Dados reportados na literatura apontam as enzimas álcool desidrogenases (ADHs) como uma das classes de enzimas de maior emprego biotecnológico, pois são bastante empregas em química sintética devido ao seu grande potencial de resolução de centros quirais, utilizados para síntese de fármacos. Diante deste contexto, esse trabalho teve como objetivo realizar a bioprospecção de atividade álcool desidrogenase (ADH) de fungos anemófilos isolados do Centro Vocacional Tecnológico do Município de TauáCE. Inicialmente, sete espécies fúngicas identificadas como Aspergillus niger, Aspergillus glaucus, Alternaria sp., Cladosporium cladosporioides, Cladosporium sphaerospermum, Phoma sp., Aureobasidium pullulans, e duas cepas anemófilas não identificadas FA6-CVT e FA12-CVT, arquivadas em micotecas no Laboratório de Bioprospecção de Produtos Naturais e Biotecnolgia - LBPNB, foram repicadas em meio de cultura batata-dextrose-ágar (BDA) por sete dias. Posteriormente, foram submetidos a ensaios de atividade ADH através do método difusão em gel, em placas de Petri, utilizando-se dois meios de culturas distintos: o Meio I para caracterização dos substratos de redução e Meio II para caracterização do substrato de oxidação (Meio II) da enzima. O crescimento vegetativo foi realizado até o 15º dia nos dois meios e na ausência de luz para o Meio II, ambos a temperatura ambiente (30±2ºC). Os ensaios foram realizados em triplicata e o fungo Fusarium oxysporum foi utilizado como controle positivo. Como resultado deste trabalho, das nove espécies fúngicas testadas, cinco (55%) apresentaram atividade ADH positiva, expressando a enzima via substrato de oxidação (Meio II). As espécies fúngicas que e mostraram ativas foram Aspergillus glaucus, Cladosporium cladosporioides, Phoma sp. e as duas cepas não identificadas FA6-CVT e FA12-CVT. Unitermos: Aspergillus glaucus, Cladosporium cladosporioides, Phoma sp. BIOPROSPECTING ALCOHOL DEHYDROGENASE (ADH) ACTIVITY OF AIRBORNE FUNGI ISOLATED OF VOCATIONAL TECHNOLOGICAL CENTER (VTC) OF THE TAUÁ TOWN ABSTRACT - Data reported in the literature indicate the alcohol dehydrogenase enzymes (ADHs) as one of the major classes of enzymes biotechnological use because they are quite empregas in synthetic chemistry because of their great potential for resolution of chiral centers, used for 1 Licenciado (a) em Ciências Biológicas (UECE-Tauá-CE), Especialista em Biologia e Química (URCA- Tauá-CE), [email protected]; [email protected]; [email protected]; 2 Licenciada em Química (UECE-Tauá-CE), [email protected]; 3 Licenciado em Ciências Biológicas (UECE-Tauá-CE), Especialista em Educação Ambiental (URCA), Estudante de Especialização em Bioquímica e Biologia Molecular Aplicadas à Saúde (UECE), [email protected]; 4 Licenciado em Química (UFC), Doutor em Biotecnologia (UECE), [email protected]; a Laboratório de Bioprospecção de Produtos Naturais e Biotecnologia, Universidade Estadual do Ceará, Centro de Educação, Ciências e Tecnologia da Região dos Inhamuns, CEP 63660-000, Rua Solon Medeiros, S/N, BR 020. Bairro Bezerra e Sousa, Tauá, Ceará, Brasil. Tel./Fax: +55-88-34371772; b Laboratório de Bioquímica Humana, Universidade Estadual do Ceará, Centro de Ciências da Saúde, CEP 60740-000, Av. Paranjana 1700, Fortaleza, Ceará, Brasil. Tel./Fax: +55-85-31019822. Recebido para publicação em 23/07/2012 Aprovado em 12/08/2012

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1

Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 01-12, março/maio, 2013

Revista de Biologia e Farmácia. Universidade Estadual da Paraíba. Centro de Ciências Biológicas e da Saúde. Departamento de Biologia. Av.

Juvêncio Arruda, s/n, Bodocongó, Campina Grande, PB, BRASIL. Cep: 58.109-753. E-mail: [email protected] ou [email protected]

BIOPROSPECÇÃO DE ATIVIDADE ÁLCOOL DESIDROGENASE (ADH) DE FUNGOS

ANEMÓFILOS ISOLADOS DO CENTRO VOCACIONAL TECNOLÓGICO DO

MUNICÍPIO DE TAUÁ-CE

Ana Raquel Carneiro Ribeiro1a

; Luiz Francisco Wemmenson Gonçalves Moura1a

; Messias Vital de

Oliveira1a

; Daniele Rodrigues de Lima2a

; João Gláucio Siqueira Matos Mota3ab

; Francisco Ernani

Alves Magalhães4ab

RESUMO - Dados reportados na literatura apontam as enzimas álcool desidrogenases (ADHs)

como uma das classes de enzimas de maior emprego biotecnológico, pois são bastante empregas em

química sintética devido ao seu grande potencial de resolução de centros quirais, utilizados para

síntese de fármacos. Diante deste contexto, esse trabalho teve como objetivo realizar a

bioprospecção de atividade álcool desidrogenase (ADH) de fungos anemófilos isolados do Centro

Vocacional Tecnológico do Município de Tauá–CE. Inicialmente, sete espécies fúngicas

identificadas como Aspergillus niger, Aspergillus glaucus, Alternaria sp., Cladosporium

cladosporioides, Cladosporium sphaerospermum, Phoma sp., Aureobasidium pullulans, e duas

cepas anemófilas não identificadas FA6-CVT e FA12-CVT, arquivadas em micotecas no

Laboratório de Bioprospecção de Produtos Naturais e Biotecnolgia - LBPNB, foram repicadas em

meio de cultura batata-dextrose-ágar (BDA) por sete dias. Posteriormente, foram submetidos a

ensaios de atividade ADH através do método difusão em gel, em placas de Petri, utilizando-se dois

meios de culturas distintos: o Meio I para caracterização dos substratos de redução e Meio II para

caracterização do substrato de oxidação (Meio II) da enzima. O crescimento vegetativo foi realizado

até o 15º dia nos dois meios e na ausência de luz para o Meio II, ambos a temperatura ambiente

(30±2ºC). Os ensaios foram realizados em triplicata e o fungo Fusarium oxysporum foi utilizado

como controle positivo. Como resultado deste trabalho, das nove espécies fúngicas testadas, cinco

(55%) apresentaram atividade ADH positiva, expressando a enzima via substrato de oxidação

(Meio II). As espécies fúngicas que e mostraram ativas foram Aspergillus glaucus, Cladosporium

cladosporioides, Phoma sp. e as duas cepas não identificadas FA6-CVT e FA12-CVT.

Unitermos: Aspergillus glaucus, Cladosporium cladosporioides, Phoma sp.

BIOPROSPECTING ALCOHOL DEHYDROGENASE (ADH) ACTIVITY OF AIRBORNE

FUNGI ISOLATED OF VOCATIONAL TECHNOLOGICAL CENTER (VTC) OF THE

TAUÁ TOWN

ABSTRACT - Data reported in the literature indicate the alcohol dehydrogenase enzymes (ADHs)

as one of the major classes of enzymes biotechnological use because they are quite empregas in

synthetic chemistry because of their great potential for resolution of chiral centers, used for

1 Licenciado (a) em Ciências Biológicas (UECE-Tauá-CE), Especialista em Biologia e Química (URCA- Tauá-CE),

[email protected]; [email protected]; [email protected]; 2 Licenciada em Química (UECE-Tauá-CE), [email protected]; 3 Licenciado em Ciências Biológicas

(UECE-Tauá-CE), Especialista em Educação Ambiental (URCA), Estudante de Especialização em Bioquímica e

Biologia Molecular Aplicadas à Saúde (UECE), [email protected]; 4 Licenciado em Química (UFC), Doutor

em Biotecnologia (UECE), [email protected]; a Laboratório de Bioprospecção de Produtos Naturais e Biotecnologia, Universidade Estadual do Ceará, Centro de Educação, Ciências e Tecnologia da Região dos

Inhamuns, CEP 63660-000, Rua Solon Medeiros, S/N, BR 020. Bairro Bezerra e Sousa, Tauá, Ceará, Brasil. Tel./Fax:

+55-88-34371772; b Laboratório de Bioquímica Humana, Universidade Estadual do Ceará, Centro de Ciências da

Saúde, CEP 60740-000, Av. Paranjana 1700, Fortaleza, Ceará, Brasil. Tel./Fax: +55-85-31019822.

Recebido para publicação em 23/07/2012 – Aprovado em 12/08/2012

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Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 1-6, março/maio, 2013

synthesis of drugs. Given this context, this study aimed to conduct bioprospecting alcohol

dehydrogenase (ADH) activity of airborne fungi isolated of Vocational Tecnhological Center

(VTC) of the Tauá town. Initially seven fungal species identified like Aspergillus niger, Aspergillus

glaucus, Alternaria sp., Cladosporium cladosporioides, Cladosporium sphaerospermum, Phoma

sp., Aureobasidium pullulans, and two strains not identified anemophilous FA6-CVT and FA12-

CVT, filed in the Laboratório de Bioprospecção de Produtos Naturais e Biotecnolgia - LBPNB were

transferred into culture medium potato-dextrose-agar (PDA) for seven days. Subsequently, they

were tested for ADH activity by gel diffusion method in a Petri dish, using two different culture

media: Medium I for the characterization of substrates and reduction of Medium II to characterize

the oxidation substrate enzyme. The growth was carried out until the 15th day in both media and the

absence of light for the Environment (II), both at room temperature (30 ± 2 º C). Assays were

performed in triplicate and Fusarium oxysporum was used as positive control. As a result of this

work, nine fungal species tested, five (55%) had positive ADH activity by expressing the enzyme

via substrate oxidation (Medium II). The fungal species that were active and showed: Aspergillus

glaucus, Cladosporium cladosporioides, Phoma sp. and two unidentified strains FA6-CVT and

FA12-CVT.

Uniterms: Aspergillus glaucus, Cladosporium cladosporioides, Phoma sp.

INTRODUÇÃO O desenvolvimento econômico e sua conseqüente demanda por recursos naturais, seguida do

aumento de resíduos de atividades humanas no meio ambiente é um problema crescente nos dias

atuais. Portanto, procuram-se desenvolver técnicas para tratar esses resíduos ou mesmo minimizar

sua produção por meio de “tecnologias limpas” ou “bioprocessos”. Dentre essas, destacam-se a

biocatálise, onde enzimas são extraídas de plantas, bactérias ou fungos e catalisam processos como

fitorremediação, biorredução de cetonas, lactonização, reações de hidrólise, hidroxilação e oxidação

(Utsunomiya, 2008). Neste contexto, se enquadram as enzimas álcool desidrogenases, empregadas

na indústria química sintética por suas famosas resoluções de centro quirais, através de biorreduções

de cetonas empregando-se micro-organismos como fontes da enzima para síntese de fármacos

quirais (Magalhães, 2011).

A bioprospecção enzimática de micro-organismos surgiu para o desenvolvimento de

bioprocessos e/ou obtenção de moléculas de importância medicinal e/ou biotecnológica (Casas et

al., 2007). Assim, a busca por novas fontes de microrganismos produtores de diferentes classes de

enzimas se torna um desafio.

A biocatálise ou biotransformação (conversões químicas catalisadas por enzimas de micro-

organismos, plantas, animais, dentre outros, sobre substratos não naturais) é importante ferramenta

em síntese orgânica para a produção de moléculas quirais (fármacos quirais) em que reações

químicas clássicas são impossíveis ou ineficientes. A substituição de catalizadores químicos por

enzimas deve-se principalmente às condições brandas de pH e temperatura em que estas

macromoléculas geralmente atuam (Magalhães, 2011).

Tem sido um desafio para a indústria farmacêutica a obtenção de fármacos

enantiomericamete puros, visto que a ação estereosseletiva dos receptores protéicos no organismo

induz diferentes comportamentos biológicos: um enantiômero produz a atividade desejada enquanto

o outro é inativo; os enantiômeros produzem atividades idênticas, qualitativa e quantitativamente; a

atividade dos enantiômeros é qualitativamente idêntica, mas quantitativamente diferente; as

atividades dos isômeros são qualitativamente diferentes (Lima, 1997; Barreiro et al., 1997).

A resolução cinética enzimática consiste na transformação química preferencial de um dos

enantiômeros de uma mistura racêmica, catalisada por uma enzima. Devido à quiralidade da

enzima, um dos enantiômeros acomoda-se melhor em seu sítio ativo e então, este é convertido

numa velocidade maior, resultando numa resolução (Utsunomiya, 2008).

Álcoois quirais são precursores importantes, pois servem como intermediários na síntese de

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diversos compostos quirais de importância biológica. Entre vários exemplos, o (S)-(-)-3-hidróxi-

butanoato de etila, é um dos alcoóis quirais mais utilizados como precursor quiral em síntese

orgânica: o (S)-(+)-recifeioídeo, importante aditivo na indústria de perfumes; (R)-lavandulol,

macrolídeo de atividade antibiótica reconhecida (Utsunomiya, 2008).

A enzima álcool desidrogenase (ADH, EC 1.1.1.1) é uma haloenzima (enzima dependente

do cofator NADH), pertencente à subclasse das oxirredutases, envolvida no catabolismo da glicose

(Figura 01), que catalisa a oxidação reversível de álcoois aos correspondentes compostos

carbonilados (aldeídos e cetonas) (Figura 02). Compostos opticamente ativos como os alcoóis

quirais têm sido amplamente reconhecidos como importantes intermediários sintéticos para

produtos farmacêuticos e agroquímicos (Magalhães, 2011). Esta classe de enzimas é empregada na

redução assimétrica de compostos opticamente ativos para síntese de agentes antimicrobianos

(Kizaki et al., 2008).

Figura 01- Metabolismo da glicose

Figura 02- Reação catalisada por álcool desidrogenase (ADH)

Nos últimos anos, observou-se um aumento significativo de pesquisas focalizando

screenings de atividades enzimáticas de micro-organismos e posterior emprego de cepas ativas na

bioprospecção de atividade biocatalítica através de trabalhos cooperativos. Exemplos desses

trabalhos são as transformações de compostos orgânicos com micro-organismos em biocatálise

enfocando as reduções assimétricas de cetonas. Essas reações são importantes e fundamentais para a

produção de alcoóis enantiomericamente puros, que podem ser transformadas em várias outras

funcionalidades com aplicações para a síntese química com escala industrial (Magalhães, 2011).

Biocatalizadores de origem microbiana merecem destaque por serem abundantes na

natureza, expressarem grande diversidade de processos metabólicos com o envolvimento de

enzimas. Além do curto tempo de geração e a independência de intempéries climáticas, podendo ser

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cultivadas nos mais diversos meios de pH e temperatura (devido á sua diversidade e adaptação aos

substratos onde são encontrados) (Magalhães, 2011).

Na busca pelo biocatalisador ideal, inúmeros estudos de triagem de microrganismos vêm

sendo realizados através do screening de atividade metabólica de enzimas desidrogenases. Dados

reportados na literatura apontam fungos filamentosos isolados de diversos ambientes como novas

fontes de enzimas ADHs (Brasilino et al., 2010; Magalhães, 2011; Nobre, 2011).

Diante desses relatos e dando continuidade às pesquisas enfocando prospecção de ADHs de

fungos anemófilos, o presente trabalho teve como objetivo a bioprospecção de atividade ADH dos

fungos anemófilos isolados do Centro Vocacional Tecnológico do Município de Tauá-CE.

MATERIAIS E MÉTODOS

Fungos anemófilos Os fungos utilizados neste trabalho foram isolados do ar do Centro Vocacional Tecnológico

do Município de Tauá (CVT) (6º0’20”S; 40º17’1”W) (de Oliveira et al., 2012). Os mesmos foram

identificados pelo Prof. Dr. Francisco das Chagas de Oliveira Freire (Embrapa-CE) de acordo com

suas características morfológicas, utilizando-se chaves taxonômicas. Dos fungos isolados do CVT

de Tauá, foram identificados os fungos filamentosos Aspergillus niger (FA1 - CVT), Aspergillus

glaucus (FA11 - CVT), Alternaria sp. (FA14 - CVT), Cladosporium cladosporioides (FA10 -

CVT), Cladosporium sphaerospermum (FA2 - CVT), Phoma sp. (FA3 - CVT). E o fungo

leveduriforme Aureobasidium pullulans (FA8 – CVT). Outros fungos não puderam ser

identificados, aos quais foram atribuídos os códigos FA6 - CVT e FA12 - CVT.

Preparação de meios de culturas

Meio para caracterização do substrato de redução da ADH (Meio I)

O meio de cultura para caracterização do substrato de redução da ADH (Meio I) dos

isolados foi preparado baseando-se em metodologias propostas por Magalhães (2011), com

adaptações. Foram dissolvidos 50 mg de fucsina básica em 1 L de meio de cultura sintético Batata-

Dextrose-Agar (BDA). O meio foi esterilizado em autoclave durante 15 minutos a 121°C e 1 atm.

Posteriormente, sob condições assépticas, placas de Petri (80 x 15 mm), esterilizadas, foram

vertidas com 15 mL de meio, resfriadas até solidificação e estocadas em geladeira (5ºC) por 24h.

Para controle negativo do ensaio foi preparado meio BDA, sem fucsina básica.

Meio para caracterização do substrato de oxidação da ADH (Meio II)

O meio de cultura para caracterização do substrato de oxidação da ADH (Meio II) dos

isolados foi preparado baseando-se em metodologias propostas por Zanon; Perez; Gattas (2007),

com adaptações. O meio utilizado foi Czapek-Agar (CzA), preparado com água destilada. O mesmo

foi composto de Agar-Agar (15 g/L), di-hodrogenofosfato monobásico, 1,0 g/L (KH2PO4), sulfato

de magnésio heptahidratado, 0,5 g/L (MgSO4.7H2O), nitrito de sódio, 2,0 g/L (NaNO2), cloreto de

potássio, 0,5 g/L (KCl) e sulfato ferroso heptahidratado, 0,01 g/L (FeSO4.7H2O). O meio foi

transferido para Erlenmeyers de 250 mL e esterilizado em autoclave durante 15 minutos a 121°C e

1 atm. Após resfriamento até 40ºC, foram adicionados etanol PA (5 mL/L) e solução do reagente

colorimétrico 3-(4,5-dimetiltiazol-2-il)-2,5-difeniltetrazólio brometo (MTT, 50 mg/L). O etanol e a

solução MTT foram esterilizados, sob condições assépticas, com filtro de membrana Millipore

(0,22 μm), separadamente, e acondicionados em frascos ampolas estéreis. Posteriormente, foram

vertidas placas de Petri (80 x15 mm) com 15 mL de meio, resfriadas até solidificação e estocadas

em geladeira (5ºC) por 24h. Para controle negativo do ensaio foi preparado meio Agar-Czapeck sem

etanol PA.

Bioprospecção de atividade álcool desidrogenase

Estes ensaios foram realizados baseando-se em metodologias propostas por Zanon; Perez;

Gattas (2007) e Magalhães et al. (2010). Estes ensaios foram realizados através do método de

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5 Ana Raquel Carneiro Ribeiro et al.

Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 1-6, março/maio, 2013

difusão em gel, em placas de Petri, utilizando-se dois meios de culturas distintos para caracterização

dos substratos de redução (Meio I) e oxidação da enzima (Meio II) preparados como descritos

anteriormente. Inicialmente os fungos foram repicados em placas de Petri, contendo meio BDA por

um período de sete dias. Posteriormente, as cepas foram repicadas nos meios enzimáticos e o

crescimento vegetativo ocorreu até o 15º dia nos dois meios e na ausência de luz para o ME2,

ambos a temperatura ambiente (30±2ºC). Os ensaios foram realizados em triplicata e o fungo

Fusarium oxysporum foi utilizado como controle positivo (Hillocks, 1985). Como controles

negativos dos ensaios, os fungos foram repicados nos meios não enzimáticos, preparados como

descritos anteriormente, nas mesmas condições dos experimentos. A atividade ADH dos isolados

foi confirmada através de mudança de coloração das cepas para rosa, no meio de caracterização do

substrato de redução da enzima (Meio I), e para púrpura, no meio de caracterização do substrato de

oxidação da enzima (Meio II).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Diversas pesquisas vêm sendo desenvolvidas enfocando práticas de identificação de micro-

organismos, isolados de diferentes ambientes, através de métodos qualitativos de caracterização de

expressão de enzimas desidrogenases, utilizando-se várias fontes de carbono e diferentes reagentes

colorimétricos (Magalhães, 2011). Nesse trabalho foi adotado o método qualitativo empregando-se

a dextrose e o etanol como fontes de carbono indutores, bem como a fucsina básica e o MTT como

reagentes colorimétricos, para detectar a expressão de enzimas álcool desidrogenases de fungos

anemófilos isolados no CVT do Município de Tauá-CE. Como resultado deste trabalho, das nove

cepas testadas, foi possível detectar a expressão de ADHs em 5 (55,5%), sendo quatro delas

(44,4%) apenas através dos substratos de oxidação da enzima (Meio II) e uma (11,1%) se mostrou

ativa nos dois meios (Meio I e Meio II) (Tabela 1).

Tabela 1 - Resultado dos ensaios de atividade ADHs de fungos anemófilos isolados do Município

de Tauá - CE

Cepas Fúngicas Meios de Culturas para

Expressão de ADHs

Código Espécie Meio I Meio II

FA1-CVT Aspergillus niger - -

FA2-CVT Cladosporium sphaerospermum - -

FA3-CVT Phoma sp. - +

FA8-CVT Aureobasidium pullulans - -

FA10-CVT Cladosporium cladosporioides - +

FA11-CVT Aspergillus glaucus - +

FA14-CVT Alternaria sp. - -

FA6-CVT Não identificado - +

FA12-CVT Não identificado + +

Fo Fusarium oxysporum + +

Legenda: FA- Fungo anemófilo; Meio I - meio de caracterização do substrato de redução da enzima (BDA, suplementado com fucsina básica, 50

mg/L); Meio II- meio de caracterização do substrato de oxidação da enzima [CzA, suplementado com etanol (4 mL/L) e MTT (50 mg/L)]; (+)

presença de atividade ADH; (-) ausência de atividade ADH.

Os resultados obtidos nos experimentos para avaliar a expressão de ADHs dos isolados,

através do meio de cultura específico para caracterização do substrato de redução da enzima (Meio

I), empregando-se a glicose como fonte de carbono indutor estão ilustrados na Tabela 2. Dos nove

isolados testados, oito (88,9%) não se mostraram ativos até o décimo quinto dia de cultivo, pois não

apresentaram mudanças de colorações para rósea, apenas o fungo FA12-CVT expressou a enzima

álcool desidrogenase e assim como o controle positivo, Fusarium oxysporum, apresentou mudança

de coloração para rosa.

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Tabela 2 - Fotos dos ensaios de atividade ADH dos isolados através do Meio I

Fungos Meio I Meio I (CN)

FA6-CVT

5 dias 5 dias

FA12-CVT

5 dias 5 dias

Alternaria sp.

FA14-CVT

5 dias 5 dias Aspergillus

glaucus

FA11-CVT

5 dias 5 dias

Aspergillus niger

FA1-CVT

5 dias 5 dias Aureobasidium

pullulans

FA8-CVT

5 dias 5 dias

Cladosporium

cladosporioides

FA10-CVT

5 dias 5 dias

Cladosporium

sphaerospermum

FA2-CVT

5 dias 5 dias

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7 Ana Raquel Carneiro Ribeiro et al.

Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 1-6, março/maio, 2013

Phoma sp.

FA3-CVT

5 dias 5 dias

Fusarium

oxysporum (Fo)

5 dias 5 dias Legenda: Meio I= BDA-Fucsina; Meio I (CN)= Meio I controle negativo, BDA.

Nos ensaios empregando-se o Meio I, o piruvato formado a partir do metabolismo da

glicose, seguiu a rota da fermentação alcoólica produzindo acetaldeído, que logo em seguida foi

reduzido a etanol pela ação da ADH. A fucsina básica reagiu com o acetaldeído mudando a

coloração das colônias do fungo controle positivo (Fusarium oxysporum) para rósea (Wu et al.,

2007).

Os resultados obtidos nos experimentos para avaliar a expressão de ADHs dos isolados,

através do meio de cultura específico para caracterização do substrato de oxidação da enzima (Meio

II), empregando-se o etanol como fonte de carbono indutor estão ilustrados na Tabela 3.

Tabela 3 - Fotos dos ensaios de atividade ADH dos isolados através do Meio II

Fungos Meio I (CN) Meio II (CN) Meio II (Enz)

FA6-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

FA12-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Alternaria sp.

FA14-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

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Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 1-6, março/maio, 2013

Aspergillus niger

FA1-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Aspergillus

glaucus

FA11-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Aureobasidium

pullulans

FA8-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Cladosporium

cladosporioides

FA10-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Cladosporium

sphaerospermum

FA2-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

Phoma sp.

FA3-CVT

5 dias

15 dias

15 dias

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9 Ana Raquel Carneiro Ribeiro et al.

Biofar, Rev. Biol. Farm. Campina Grande/PB, v. 9, n. 1, p. 1-6, março/maio, 2013

Fusarium

oxysporum

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Legenda: Meio I (CN): Meio I controle negativo, BDA; Meio II (CN): Meio II controle negativo, CzA-MTT; Meio II (Enz): Meio II enzimático,

CzA-MTT-EtOH;

Dos nove isolados testados neste Meio II, 5 (55%): FA6-CVT, FA12-CVT, Aspergillus

glaucus (FA11-CVT), Cladosporium cladosporioides (FA10-CVT) e Phoma sp (FA3-CVT), se

mostraram ativos, pois apresentaram mudanças de colorações das colônias para púrpura, assim

como aconteceu com o fungo controle positivo, Fusarium oxysporum. Os resultados foram

analisados no décimo quinto dia de cultivo, e mostraram que estes fungos citados apresentaram

atividade ADH positiva (Tabela 3). Os outros isolados não apresentaram atividade ADH positiva

empregando-se este meio de cultura.

Nestes ensaios com o Meio II (Enzimático), o etanol foi oxidado a acetaldeído pela ação das

ADHs, e o hidreto do NADH formado foi incorporado na molécula do MTT, reduzindo-o a

formazan, mudando a coloração das colônias para púrpura (Zanon; Perez; Gattas, 2007) (Figura 3).

Figura 3 - Reação de redução do MTT por ADHs

No Meio II (CN) (Tabela 03) não houve crescimento das cepas FA6 – CVT, FA12 – CVT,

Alternaria sp. (FA14-CVT), Aspergillus niger (FA1-CVT), Aureobasidium pullulans (FA8-CVT),

Cladosporium sphaerospermum (FA2-CVT) e Phoma sp. (FA3-CVT), pois este meio não continha

o etanol, a fonte de carbono indutor da enzima. Já para os isolados Aspergillus glaucus (FA11-

CVT) e Cladosporium cladosporioides (FA10-CVT) houve crescimento microbiano e as colônias

não cresceram de cor púrpura, dando a entender que este crescimento no meio não enzimático se

deu através de outro processo, sem o uso da enzima ADH e, tendo como fonte de nutrientes, os sais

contidos no meio.

Dados reportados anteriormente, empregando-se os mesmos meios de cultura para detecção

da expressão de ADHs de cepas fúngicas isoladas de variados ambientes, apontam fungos

filamentosos e leveduriformes como novas fontes de enzimas álcool desidrogenases (Brasilino et

al., 2010; Magalhães et al., 2010; Nobre, 2011).

Brasilino et al. (2010), desenvolveu um estudo semelhante ao presente, reportando fungos

anemófilos como produtores de ADHs. Isolaram-se fungos filamentosos do ar do Laboratório de

Bioquímica Humana- LBH/UECE/Fortaleza e realizaram bioprospecção de atividade ADH dos

isolados, empregando-se os mesmos ensaios qualitativos. Das cepas testadas: Fusarium solani,

Phaecilomyces sp., Trichoderma sp. e Aspergillus terreus. Desses, Phaecilomyces sp.,

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Trichoderma sp. e Aspergillus terreus apresentaram atividade ADH positiva através do Meio II,

utilizando-se o etanol como indutor enzimático e o MTT como reagente colorimétrico. Já o fungo

anemófilo Fusarium solani se mostrou ativo nos dois meios enzimáticos (Meio I e Meio II). No

presente estudo os fungos isolados do ar foram de espécies diferentes, apenas o gênero Aspergillus

que ocorreu no ar do CVT de Tauá, foi semelhante ao isolado do mesmo gênero no LBH de

Fortaleza e ambos, Aspergillus glaucus (CVT) e Aspergillus terreus (LBH), se mostraram ativos

para ADH através do Meio II.

Fungos do gênero Aspergillus, também foram reportados com ativos para atividade ADH

por Magalhães (2011). Nesse trabalho foi usada a mesma metodologia de preparo para o Meio I,

para caracterizar o substrato de redução das ADHs de fungos isolados do molusco Pugilina morio,

coletado na praia Barra do Ceará/ Fortaleza-CE. Foram testados três fungos isolados do molusco,

identificados como: família Bionectriaceae (PM3), Aspergillus aculeatus (PM6) e Penicillium sp

(PM9). Como resultado, os três fungos se mostraram ativos para ADH, mudando a coloração das

colônias para rósea.

Neste trabalho, foram testados fungos filamentos e um leveduriforme, o Aureobasidium

Pullulans, o qual foi reportado por Nobre (2011) num trabalho de bioprospecção de atividade ADH

de quatro leveduras isoladas de mosquitos Aedes aegypti, coletados no Município de Fortaleza-

Ceará, através dos mesmos ensaios utilizados neste trabalho. Como resultado, das quatro cepas

testadas, três (duas não identificadas e o Aureobasidium Pullulans) apresentaram atividade ADH

positiva no Meio I, pois mudaram a coloração das cepas para rósea, assim como aconteceu com o

fungo utilizado como controle positivo, Fusarium oxysporum. Divergindo do presente estudo, onde

o Aureobasidium Pullulans, não se mostrou ativo em nenhum dos meios (Meio I e Meio II).

É importante que esses trabalhos sejam citados, por terem sido utilizadas as mesmas

metologias, meios de cultura contendo como fonte de carbono indutor a dextrose (Meio I) e o etanol

(Meio II) e como reagentes colorimétricos fucsina (Meio I) e MTT (Meio II), e por mostrarem ainda

que fungos isolados de diferentes ambientes podem ser fontes de enzimas de interesse

biotecnológico, mais especificamente, da enzima álcool desidrogenase (ADH).

Outros estudos de prospecção dessas enzimas apontam que fungos do gênero Aspergillus,

obtidos de culturas de microrganismos brasileiros, são considerados excelentes fontes de enzimas

álcool desidrogenases. Andrade et al. (2004) realizou indução de ADHs dos fungos Aspergillus

terreus SSP 1498, Aspergillus niger SSP 1078 e Aspergillus foetidus CCT 2683, em diferentes

meios de cultura e posterior biorredução da acetofenona. Essas cepas fúngicas apresentaram de

baixa a elevada enantiosseletividade, produzindo os álcoois R e S-1-feniletanol, com excessos

enantioméricos variando de 50 a 89% e 7 a 53% de conversões.

Os resultados apresentados neste trabalho são considerados importantes, visto que não existe

investigação prévia sobre a atividade álcool desidrogenase das estirpes de fungos Phoma sp.,

Cladosporium cladosporioides e Aspergillus glaucus.

CONCLUSÃO Os resultados apresentados neste trabalho mostraram que os fungos Aspergillus glaucus

(FA11 - CVT), Cladosporium cladosporioides (FA10 - CVT), Phoma sp. (FA3 – CVT), e as cepas

não identificadas FA6 - CVT e FA12 - CVT se mostraram ativos para atividade álcool

desidrogenase, confirmando a importância destas espécies fúngicas como produtoras de enzimas de

interesse biotecnológico. Acreditamos que estes fungos anemófilos são ótimos candidatos para

futuros estudos de caracterização da enzima, bem como emprego de células ativas como fontes de

ADHs para o desenvolvimento de bioprocessos.

AGRADECIMENTOS

A todos os integrantes e colaboradores do Grupo de Estudo em Bioprospecção de Produtos

Naturais de Microrganismos (GEBIOPRONM-CECITEC-TAUÁ-CE). Aos funcionários e

Coordenador do CVT-Tauá-CE, Prof. Ms. Emilson Costa Moreira Filho. Ao Prof. Dr. Francisco das

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Chagas de Oliveira Freire (EMBRAPA-CE). A todos que fazem o Laboratório de Bioquímica

Humana-CCS-UECE, em especial a Profa. Dra. Maria Izabel Florindo Guedes, Profa. Dra. Lia

Magalhães de Almeida, Profa. Dra. Márcia Maria Mendes Marques e Emanuele Silva de Sousa. Ao

CENTEC, URCA, EMBRAPA e UECE, bem como a FUNCAP e BNB.

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Atividade Álcool Desidrogenase de Fungos Isolados de Ambientes Marinhos da Costa Cearense. V

Workshop de Biocatálise e Biotransformação. Maringá-PR, Brasil. Vol. Único. p.9. 1 CD-ROM.

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