Estudo da estabilidade produtiva de compostos bioativos em linhagem mutante de Streptomyces clavuligerus

Abstract

Streptomyces clavuligerus produces important β-lactam compounds such as: holomycin (Hol), pirrotina an important member of the class of antibiotics; cephamycin C (CefC), used as raw material for the production of semi-synthetic broad-spectrum antibiotics, applied in the prevention of severe postoperative infections; lastly, clavulanic acid (AC) inhibitor, β-lactamases produced by bacteria resistant to penicillins. The high genetic instability of S. clavuligerus often results in chromosomal deletions of stretches of DNA that are mostly associated with the sporulation capacity and production of secondary metabolites. Mutators such undesirable states are usually exacerbated by boundary conditions, such as sudden changes in temperature and pH, the presence of certain compounds, among other factors, which may occur at any stage of handling/cultivation of the microorganism. On the other hand, certain adverse conditions promote growth during fermentation production of secondary metabolites. Thus, the present study aimed to improve the cultivation of S. clavuligerus, defining a means cropping pattern batch containing nutrients whose presence favored the production of a bioactive determined (CEFC, AC or Hol), both by wild type as well as the mutant strain. Still, compared to the production of Hol mutants using inoculum spores stored in cryotubes (-80 ° C) and fresh spore suspension.

Streptomyces clavuligerus produz importantes Compostos -lactâmicos como: a holomicina (Hol), importante membro da classe pirrotina de antibióticos; cefamicina C (CefC), utilizada como matéria prima para a produção de antibióticos semi-sintéticos de amplo espectro, aplicados na prevenção de infecções pós-operatórias graves; além do ácido clavulânico (AC), inibidor de β-lactamases produzido por bactérias resistentes a penicilinas. A elevada instabilidade genética de S. clavuligerus resulta, com frequência, em deleções de trechos do DNA cromossomal que são, em sua maioria, associados à capacidade de esporulação e a produção de metabolitos secundários. Tais estados mutadores indesejáveis normalmente são potencializados por condições limite, como a mudanças bruscas de temperatura e pH, a presença de certos compostos, entre outros fatores, que podem ocorrer em qualquer etapa de manuseio/cultivo do microrganismo. Por outro lado, certas condições adversas ao crescimento durante a fermentação favorecem a produção de metabólitos secundários. Assim, a indústria da fermentação tem investido na busca de condições favoráveis de crescimento celular que permitam favorecer a produção. Para isto, é necessário dispor de estoque de células estáveis e produtivas, cuja integridade genética permita obter dados reprodutíveis e confiáveis. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo melhorar as condições de cultivo de S. clavuligerus, definindo-se um meio padrão de cultivo em batelada contendo nutrientes cuja presença favoreceu a produção de um determinado bioativo (CefC, AC ou Hol), tanto pela linhagem selvagem quanto pelas mutantes. Ainda, comparou-se a produção de Hol pelos mutantes utilizando-se como inóculo esporos estocados em criotubos (-80ºC) e suspensão fresca de esporos.