Clonagem e Caracterização do Gene da
Quitinase de uma Cepa de Streptomyces
Isolada de Solo de Cerrado
DOURADO,
P. L. & BATAUS, L. A. M.
Instituto de Ciências Biológicas,
Universidade Federal de Goiás
E-mail: periclesdourado@pop.com.br
/ bataus@icb.ufg.br
Palavras-chave: caracterização, gene da
quitinase, Streptomyces
INTRODUÇÃO
O
termo actinomiceto engloba uma enorme gama de bactérias que estão presentes em
diversos ecossistemas. Tais organismos são imóveis, aeróbios (requerem
constante agitação do meio de cultura para crescerem satisfatoriamente),
mesófilos e heterotróficos. Microscopicamente são classificados como
gram-positivos, ao passo que a nível macroscópico, suas colônias podem adquirir
aspectos variados, sendo que, algumas espécies formam hifas aéreas que podem
persistir na forma de micélio. Os actinomicetos também podem formar esporos
como um mecanismo de defesa contra possíveis adversidades que podem ser enfrentadas
por eles no meio ambiente (escassez de água ou carência de nutrientes). Os
actinomicetos apresentam uma cadeia de DNA riquíssima em guanina e citosina
(G+C). São capazes de degradar polímeros de origem animal, vegetal e
microbiana. Por fim, algumas cepas são capazes de participar ativamente do
processo de fixação do nitrogênio em grande parte das plantas não leguminosas.
O
gênero Streptomyces envolve
actinomicetos de grande importância biotecnológica por produzir um elevado
número de metabólitos que despertam interesse nos seres humanos.
Apesar
de serem encontrados tanto em ambientes terrestres quanto aquáticos, são
encontrados principalmente no solo. A maior parte destes microrganismos são
saprofíticos, entretanto, alguns podem formar associações parasitárias com
plantas ou animais.
Estes
procariotos apresentam uma diversificada produção de antibióticos clinicamente
importantes. Nos últimos anos, genes envolvidos na biossíntese de antibióticos,
pigmentos e outros metabólitos secundários foram clonados.
Streptomicetos
apresentam uma vasta importância no que diz respeito à degradação de vários
polímeros do solo como hemicelulose, pectina, queratina, lignina e quitina. Até
pouco tempo atrás, não havia trabalhos de clonagem molecular e análise de genes
da quitinase de bactérias que não pertenciam ao grupo dos streptomicetos
(TSUJIBO et al., 2003) até que
verificou-se outros gêneros de actinomicetos também sintetizavam tal enzima.
Estudos realizados na área da agricultura demonstraram o importante papel
desempenhado por Streptomyces no
controle biológico de alguns fungos fitopatógenos (GOMES et al., 2000; BLIFELD et al.,
1999). Isso se deve pelo fato de que a parede celular de várias espécies
diferentes de fungos é constituída por quitina, com isso, quitinases expressas
por alguns microrganismos podem atacar determinados fungos utilizando as
paredes de suas células como fonte de carbono e nitrogênio.
Desta
maneira, ótimos resultados foram obtidos utilizando a cepa Streptomyces lydicus WYEC108 para realizar o biocontrole de
diferentes espécies de fungos (MAHADEVAN & CRAWFORD, 1997). A quitinase C
(ChiC) de Streptomyces griseus
HUT6037 também apresentou boa atividade inibitória do crescimento do fungo T. reesei (ITOH et al, 2002).
Dentre
as enzimas hidrolíticas mais estudadas dos Streptomyces,
destacam-se as que compõem o complexo quitinolítico, as quais apresentam um
vasto campo de utilização. Participam da produção de rações para animais a
partir da bioconversão de rejeitos de quitina. Atuam como agente de biocontrole
na microbiologia aplicada. Além disso, tais enzimas também são utilizadas no
preparo de quitoligossacarídeos que mostraram atividade antitumoral (SHAIKH
& DESHPANDE, 1993).
O
objetivo do trabalho a ser executado é de realizar a clonagem e posterior
caracterização do gene codificante da enzima quitinase, de uma bactéria do
gênero Streptomyces isolada de
amostras de solo do cerrado e mantida sob cultivo no laboratório de Bioquímica
e Engenharia Genética da Universidade Federal de Goiás.
Durante
o desenvolvimento do projeto de dissertação de mestrado, serão executadas as
seguintes atividades: coleta de diferentes amostras de solo; extração de DNA
cromossomal (MARMUR, 1961); extração de DNA plasmidial (procedimento
“miniprep”); purificação dos fragmentos de DNA; preparo e transformação de
células competentes (INOUE et al.,
1990), digestão do DNA utilizando enzimas de restrição; clonagem das moléculas
de DNA digeridas; reação de PCR; sequenciamento do gene da quitinase; análise
das sequências a serem obtidas.
REFERÊNCIAS
BIBLIOGRÁFICAS
BLIFFELD, M.; Mundy, J.; Potrykus, I.
& Fütterer, J. (1999). Genetic
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GOMES, R. C.; Sêmedo, L. T. A. S.;
Soares, R. M. A.; Alviano, C. S.; Linhares, L. F. & Coelho, R. R. R.
(2000). Chitinolytic activity of
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Microbiol. 30:146-150.
INOUE, H.; Nojima, H. & Okayama, H. (1990). High efficiency of Escherichia coli with plasmids. Gene. 96:23-28.
ITOH, Y.; Kawase, T.; Nikaidou, N.; Fukada, H.; Mitsutomi, M.; Watanabe,
T. & Itoh, Y. (2002). Funtional analysis of the chitin-binding domain of a
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MAHADEVAN, B. & Crawford, D. L. (1997). Properties of the chitinase
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MARMUR, J. (1961). A procedure for isolation of deoxyribonucleic acid
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SHAIKH, S. A. & Deshpande, M. V. (1993). Chitinolytic enzymes: their
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TSUJIBO, H.; Kubota, T.; Yamamoto, M.; Miyamoto, K. & Inamori, Y.
(2003). Characterization of chitinase
genes from an alkaliphilic actinomycete, Nocardiopsis
prasina OPC-131. Appl. Environ. Microbiol. 69(2):894-900.
ÓRGÃOS
DE FOMENTO
Este
projeto de dissertação a ser desenvolvido conta com o apoio dos seguintes
órgãos de fomento: CAPES e FUNAPE.