Prospecção e desenvolvimento da produção de L-asparaginase por bactérias isoladas da Antártica e do bioma Caatinga

Prospecção e desenvolvimento da produção de L-asparaginase por bactérias isoladas da Antártica e do bioma Caatinga

Autor(a)
Lima, Igor Gomes de Oliveira.
<igor.oliveira@arapiraca.ufal.br>
Ano de publicação
2022
Data da defesa
14/02/2022
Curso/Outros
Medicina
Número de folhas
71
Tipo
TCC - Trabalho de Conclusão de Curso
Local
UFAL, Campus Arapiraca, Unidade Educacional ARAPIRACA
Resumo

A L-asparaginase (L-ASNase) é uma enzima com ampla aplicabilidade industrial e terapêutica, com destaque para a utilização no tratamento da Leucemia Linfocitária Aguda (LLA). Atualmente, as preparações comercializadas são oriundas de fontes bacterianas, Escherichia coli e Erwinia chrysanthemi. Logo, ao ser utilizada como quimioterápico para tratar LLA, provoca inúmeros efeitos adversos, sobretudo reações de hipersensibilidade, atribuídos às atividades de glutaminase e urease intrínsecas à enzima. Nesse sentido, por apresentarem maior seletividade e estabilidade, as L-asparaginases de microrganismos extremofílicos despontam como potenciais substitutas aos fármacos disponíveis no mercado. O objetivo principal desta pesquisa consistiu em prospectar e desenvolver processos relacionados à produção de L-asparaginase microbiana com ação terapêutica a partir de microrganismos isolados da Antártica e da Caatinga de Alagoas. No estudo experimental in vitro, métodos qualitativos e quantitativos foram utilizados na determinação da atividade enzimática. Dos 272 microrganismos avaliados, treze (4,7%) revelaram-se produtores de L-ASNase. As atividades enzimáticas registradas variaram de 2,19 a 52,46 U/mL, enquanto as atividades específicas oscilaram de 0,01 a 0,25 U/μg. Destaca-se que 4.LCB2.2 foi o único isolado a produzir uma amidohidrolase seletiva para o aminoácido L-asparagina. As demais bactérias, entretanto, demonstraram dupla atividade, L-asparaginase e glutaminase. Concernente à revisão patentária, realizou-se a busca em seis bases de dados, obtendo 2817 patentes. Após a utilização dos critérios de inclusão e exclusão, 14 documentos foram selecionados. Aproximadamente 57,14% (n=8) das patentes refere-se a enzimas produzidas por Archaea, principalmente da espécie Pyrococcus yayanosii (35,71% da totalidade). Os resultados desta pesquisa demonstram que a bioprospecção de ambientes extremos, como a Antártica e a Caatinga, representa uma alternativa promissora à aquisição de uma nova fonte de L-asparaginase, mais seletiva para seu substrato de atuação e com menor imunogenicidade. A prospecção tecnológica possibilitou também conhecer as principais rotas comerciais das respectivas enzimas extremofílicas, bem como os perfis catalíticos majoritariamente expressados. 

Abstract

L-asparaginase (L-ASNase) is an enzyme with wide industrial and therapeutic applicability, with emphasis on its use in the treatment of Acute Lymphocytic Leukemia (ALL). Currently, the commercialized preparations come from bacterial sources, Escherichia coli and Erwinia chrysanthemi. Therefore, when used as a chemotherapy agent to treat ALL, it causes numerous adverse effects, especially hypersensitivity reactions, attributed to the glutaminase and urease activities intrinsic to the enzyme. In this sense, due to their greater selectivity and stability, L-asparaginases from extremophilic microorganisms emerge as potential substitutes for drugs available on the market. The main objective of this research was to prospect and develop processes related to the production of microbial L-asparaginase with therapeutic action from microorganisms isolated from Antarctica and the Caatinga of Alagoas. In the in vitro experimental study, qualitative and quantitative methods were used to determine the enzymatic activity. Of the 272 microorganisms evaluated, thirteen (4,7%) produced L-ASNase. The enzymatic activities recorded ranged from 2.19 to 52.46 U/mL, while the specific activities ranged from 0.01 to 0.25 U/μg. It is noteworthy that 4.LCB2.2 was the only isolate to produce a selective amidohydrolase for the amino acid L-asparagine. The other bacteria, however, showed dual activity, L-asparaginase and glutaminase. Concerning the patent review, a search was carried out in six databases, obtaining 2817 patents. After using the inclusion and exclusion criteria, 14 documents were selected. Approximately 57.14% (n=8) of the patents refer to enzymes produced by archaea, mainly from the species Pyrococcus yayanosii (35.71% of the total). The results of this research demonstrate that the bioprospecting of extreme environments, such as Antarctica and the Caatinga, represents a promising alternative to the acquisition of a new source of L-asparaginase, more selective for its substrate of action and with lower immunogenicity. The technological prospection also made it possible to know the main commercial routes of the respective extremophilic enzymes, as well as the catalytic profiles mostly expressed. 

Orientador(a)
Dr. Duarte, Alysson Wagner Fernandes.
Banca Examinadora
Dr.ª Menezes, Adriana Pereira Domarques de.
Ma. Tomé, Thaysa Kelly Barbosa Vieira.
Palavras-chave
Caatinga.
Extremófilos .
Antártica .
L-asparaginase.
Amidohidrolase.
Enzimas terapêuticas.
Áreas do Conhecimento/Localização
Coleção Propriedade Intelectual (CPI) - BSCA.
Categorias CNPQ
4.00.00.00-1 Ciências da saúde.
Visualizações
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