PROSPECÇÃO GENÔMICA E METABOLÔMICA DE MOLÉCULAS ANTIMICROBIANAS DE Bacillus spp.
Bacillus spp.; Peptídeos Antimicrobianos; Mineração Genômica; Metabolômica; Resistência Antimicrobiana
A resistência antimicrobiana representa uma das principais ameaças à saúde pública global, impulsionando a busca por novos compostos antimicrobianos. Desde a descoberta da penicilina, produtos naturais microbianos têm se consolidado como uma das principais fontes de antibióticos. Nesse contexto, bactérias do gênero Bacillus têm sido amplamente estudadas por sua capacidade de produzir peptídeos com atividade antimicrobiana. Neste estudo, dezoito cepas de Bacillus spp. foram isoladas de sedimentos arenosos contaminados com petróleo e de águas residuais de poços de petróleo onshore e offshore. Essas cepas foram investigadas quanto ao seu potencial biossintético por meio de abordagens integradas de mineração genômica e metabolômica, visando à prospecção de novos antimicrobianos. A análise dos genomas com a ferramenta AntiSMASH resultou na anotação de clusters de genes biossintéticos, principalmente das classes estruturais dos peptídeos não ribossomais, terpenos e policetídeos. A cepa Bacillus paralicheniformis BD165 foi selecionada para cultivo em meio MRS suplementado com 10% de maltose por 48h. Os extratos foram obtidos por extração líquido-líquido com acetato de etila e butanol, os quais foram submetidos ao fracionamento cromatográfico e caracterização por espectrometria de massas e ressonância magnética nuclear. As análises por UPLC-QTOF-MS/MS revelaram a presença de peptídeos cíclicos compatíveis com compostos bioativos previamente descritos na literatura, incluindo ciclo(Pro-Val), ciclo(Pro-Leu), ciclo(Pro-Phe), ciclo(Leu-Leu), ciclo(Leu)4 e ciclo(Leu)6. Frações selecionadas pelo perfil químico de RMN 1H foram submetidas a experimentos de RMN uni e bidimensionais, permitindo a caracterização estrutural parcial das estruturas, apresentando resultados compatíveis com os compostos anotados na espectrometria de massas. A predição in sílico da toxicidade indicou baixo potencial tóxico para compostos derivados de leucina, e um aumento gradativo da toxicidade em estruturas contendo prolina e fenilalanina. Estudos de docking molecular demonstraram maiores afinidades de ciclo(Leu)6 e seu isômero, termoactinoamida J, com as proteínas AdeG (-11,1 kcal/mol), TolC (-9,6 kcal/mol) e OmpK36 (-10,4 kcal/mol), associadas à resistência em bactérias Gram-negativas. O conjunto de dados obtido reforça o potencial químico e biológico de B. paralicheniformis e contribui para suprir a vacância de informações espectrais pouco representadas em bases de dados públicas. Os resultados estabelecem bases sólidas para a caracterização de peptídeos produzidos por espécies de Bacillus e direciona os ensaios biológicos in vitro com compostos isolados.