Caracterização genômica e potencial antimicrobiano de bacteriocinas em Ligilactobacillus salivarius: uma análise pangenômica e estrutural

• Autor(a) principal: Almeida, João Victor dos Anjos
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: https://hdl.handle.net/11449/252061
• topic: Bacteriocinas; Bioinformática; Biomoléculas

A descoberta e as aplicações terapêuticas dos antibióticos representaram marcos significativos, ao reduzirem infecções, além de aumentarem a expectativa de vida. No entanto, o uso excessivo dessas substâncias levou à seleção de cepas resistentes. Nesse contexto, as bacteriocinas surgem como uma alternativa segura e eficaz devido à sua atividade estável, especificidade e baixa toxicidade. Nesse sentido, o Ligilactobacillus salivarius, uma espécie reclassificada da família Lactobacillaceae, revela um alto potencial probiótico como produtora de bacteriocinas de classe 2 apenas. Investigar os aspectos moleculares se tornou necessário para confirmar os genes responsáveis pela produção das bacteriocinas em L. salivarius, especialmente diante do aumento de isolados sequenciados. Para alcançar esse objetivo, foram avaliados 216 genomas dessa espécie. Foi realizada a predição e tipificação das bacteriocinas utilizando a ferramenta BAGEL4. Posteriormente, ocorreu uma curadoria manual das sequências, seguida por uma análise pangenômica abrangente. Além disso, empregou-se o algoritmo AlphaFold2 para predizer a estrutura 3D das proteínas. A análise dos genomas de L. salivarius revelou que a maioria das cepas apresentava alta completude e baixos níveis de contaminação (215 foram selecionadas dentre as 216 avaliadas). O pangenoma gerado foi composto por 6764 genes, apresentando, em média, 2,85 áreas de interesse (AOIs) porgenoma, conforme previsto pelo BAGEL4. A análise filogenômica evidenciou um mecanismo dinâmico de aquisição e perda de bacteriocinas, independentemente das fontes de isolamento. Foram identificadas dezessete bacteriocinas presentes nas três classes bacteriocinas, revelando padrões e similaridades distintas em seus loci de síntese. É importante ressaltar a presença de uma possível bacteriocina, a enterolisina A, encontrada em associação com proteínas derivadas de bacteriófagos. embora apenas onze das bacteriocinas preditas possuam modelos correspondentes disponíveis. Os resultados encontrados neste estudo reforçam o potencial de Ligilactobacillus salivarius como agente antimicrobiano direcionado contra a resistência bacteriana tanto na saúde pública quanto na produção animal. A identificação de diversos componentes proteicos bacteriocinogênicos destaca a necessidade de mais pesquisas para compreendera dinâmica genética subjacente e explorar possíveis aplicações socioeconômicas.