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Vias de degradação de compostos aromáticos xenobióticos Intermédio

Publicado em 18/11/2005 

Por Pseudomonas e outros géneros relacionados

Diversas espécies pertencentes ao género Pseudomonas e outros géneros relacionados (Sphingomonas, Burkholderia, Ralstonia, etc) têm sido identificados como tendo amplas capacidades de degradação de compostos aromáticos. Estas bactérias Gram-negativas são excepcionalmente versáteis e são conhecidas pelas suas actividades metabólicas que permitem que algumas delas cresçam em condições extremas de limitação de nutrientes. Para além disso, são capazes de adquirir rapidamente a capacidade de degradar compostos xenobióticos quando expostas a estes compostos e na ausência de fontes de nutrientes mais facilmente degradáveis. Por isso, escontram-se frequentemente envolvidas em diversos processos de bioremediação. (clicar para ver um estudo da tolerância da bactéria P. putida ao fenol).

 Em geral, as vias metabólicas bacterianas de degradação aeróbica de hidrocarbonetos aromáticos podem ser dividida em três partes. Primeiro, o substrato aromático é transformado num metabolito di-hidroxiaromático (tipicamente um catecol). Tal é conseguido através da introdução de grupos hidroxilo por mono ou di-oxigenases.

PVD 1

Fig. 1 - Exemplos da oxidação de diversos xenobióticos aromáticos num catecol (um intermediário oxidado) na primeira fase da degradação.

A segunda fase consiste na abertura do anel do catecol por di-oxigenases. Estas enzimas catalisam a adição de oxigénio molecular ao anel, quebrando uma das ligações carbono-carbono (Williams e Sayers, 1994). A quebra do anel pode ocorrer em duas posições distintas: entre os grupos hidroxilo (quebra intradiol ou orto) ou adjacentemente a um dos grupos hidroxilo (quebra extradiol ou meta). As di-oxigenases que fazem a adição intradiol são enzimas cujo cofactor é Fe3+ e produzem ácido cis,cis-mucónico (ou um derivado deste), e as di-oxigenases que fazem a adição extradiol, que são enzimas dependentes de Fe2+, produzem o semialdeído 2-hidroximucónico (ou um derivado). As enzimas catecol 1,2-di-oxigenases e catecol 2,3-di-oxigenases são exemplos típicos de desidrogenases intradiol e extradiol, respectivamente (Williams e Sayers, 1996; Harayama et al., 1992).

PVD 2

Fig. 2 - Reacções de abertura do anel aromático que caracterizam a segunda fase da degradação dos xenobióticos aromáticos.

Na terceira e última fase do catabolismo dos hidrocarbonetos aromáticos, o produto resultante da abertura do anel é convertido em intermediários do metabolismo central (acetil-CoA, oxalato e piruvato, por exemplo).

PVD 3

Fig. 3 - Na terceira fase da degradação dos xenobióticos aromáticos ocorre conversão dos intermediários oxidados em compostos do metabolismo celular, como o oxaloacetato e o piruvato, que podem depois ser usados durante a actividade metabólica normal das células.

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