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
<igor.oliveira@arapiraca.ufal.br>
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.
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.
Ma. Tomé, Thaysa Kelly Barbosa Vieira.
Extremófilos .
Antártica .
L-asparaginase.
Amidohidrolase.
Enzimas terapêuticas.