Envolvimento em infecções respiratórias oportunistas Básico
Publicado em 18/11/2005 (revisto em 29/04/2008)
O exopolissacárido Cepaciano
Estudos efectuados no nosso laboratório e em outros demonstraram que
aproximadamente 70-80% das estirpes do complexo BCC são produtoras de
exopolissacárido 
(Richau et al. 2000
).
A caracterização química do EPS produzido por diferentes isolados
clínicos indicou uma composição glicosídica e estrutura semelhantes,
tendo esse exopolissacárido sido designado Cepaciano (Cescutti et al. 2000).
O Cepaciano é um heteropolissacárido aniónico com uma massa molecular estimada de aproximadamente 781x103 g/mol, sendo constituído por um unidade heptassacarídica repetitiva formada pelos monossacáridos D-glucose, D-manose, ácido D-glucurónico, D-ramnose e D-galactose, na proporção de 1:1:1:1:3. Este EPS apresenta grupos substituintes de acetato, sendo, contudo, a sua posição desconhecida e o seu número variável, dependendo da composição do meio de cultura.
Numa tentativa de determinar a importância deste exopolissacárido como factor de virulência, foi iniciado um estudo que levou à obtenção de mutantes de B. cepacia não produtores de cepaciano, à identificação do agrupamento de genes envolvido na sua biossíntese e ao estudo mais aprofundado de determinadas proteínas codificadas por esses genes.
Muitas outras bactérias produzem outros exopolissacáridos, alguns deles com interesse industrial, como é o caso do gelano, um exopolissacárido produzido por bactérias da espécie Sphingomonas elodea, que é utilizado como goma gelificante.
Formação dos precursores activados
A via biossintética necessária à formação dos nucleótidos de açúcar
UDP-D-glucose, ácido UDP-D-glucurónico e dTDP-L-ramnose, os quais se
constituem como os percursores activados para a síntese do gelano foi
proposta por
Martins & Sá-Correia
(1991)
. Foram
mais tarde identificados os genes que codificam para as enzimas
necessárias à formação destes percursores activados, constituintes da
unidade tetrassacarídica (figura 1).
Figura 1 - Via biossintética para a síntese dos nucleótidos de açúcar, precursores activados dos monossacáridos presentes na unidade repetitiva do exopolissacárido gelano.
Para que ocorra a síntese dos três precursores activados a partir da glucose-6-P, são necessárias as actividades enzimáticas de fosfoglucomutase (PGM), UDP-glucose pirofosforilase (UGP), UDP-glucose desidrogenase (UGD), TDP-glucose pirofosforilase (RmlA) e o sistema enzimático constituído por três enzimas e designado por TDP-ramnose sintetase (TRS).
A proteína PgmG, com actividade de fosfoglucomutase, codificada pelo gene pgmG, é responsável pela interconversão da glucose-6-P em glucose-1-P, precursora de todos os monómeros presentes no gelano (Videira et al 2000
).
A proteína UgpG catalisa a conversão reversível de glucose-1-P em
UDP-D-glucose, precursora das duas moléculas de glucose constituintes
da unidade tetrassacarídica do gelano. A UDP-D-glucose é ainda
utilizada pela enzima UgdG, com actividade de UDP-glucose
desidrogenase, para a síntese de ácido UDP-D-glucurónico (Marques et al 2003
)
Para a síntese do açúcar activado dTDP-L-ramnose, a partir de
glucose-1-P, são necessárias quatro reacções enzimáticas sequenciais,
catalisadas pelas proteínas RmlA e do sistema TRS (RmlB, RmlC, RmlD) (Silva et al 2005
).
Formação da unidade tetrassacarídica, polimerização e excreção de genes e enzimas envolvidas
O agrupamento de genes de Sphingomonas elodea ATCC 31461 responsável pela síntese do exopolissacárido gelano foi designado por agrupamennto gel. No agrupamento gel foram identificados os genes necessários à formação dos precursores activados TDP-L-ramnose, glicosiltranferases específicas para a montagem da unidade tetrassacarídica repetitiva do gelano e os genes envolvidos na sua polimerização e excreção.
Os genes envolvidos na formação da unidade tetrassacarídica
codificam para enzimas que catalisam a transferência sequencial dos
precursores activados de açúcares para o transportador lipídico
isoprenóide. Assim, no agrupamento gel foi identificado o gene gelB
que codifica uma glucosil-isoprenil fosfato-transferase, envolvida na
transferência do precursor UDP-D-glucose para o lípido transportador.
No mesmo agrupamento de genes foi também identificado o gene gelk
que codifica que codifica uma β-1,4-glucuronosiltransferase, que
catalisa a transferência do ácido D-glucurónico, a partir do seu
precursor activado, para o lípido isoprenóide ligado ao primeiro
resíduo de glucose (Videira et al 2001
).
As restantes glicosil-transferases necessárias à transferência do segundo resíduo de glucose e do resíduo de L-ramnose, deverão ser codificados pelos genes gelL e gelQ, também presentes no agrupamento gel.
Estão ainda por identificar os genes que codificam as proteínas envolvidas na transferência dos grupos laterais L-glicerato e O-acetato para a unidade tetrassacarídica.
A análise computacional de genes identificados no agrupamento de genes gel de S.elodea
sugere ainda a presença de genes que codificam proteínas envolvidas na
polimerização e excreção dos polissacáridos. Pensa-se que os genes gelC e gelE,
que apresentam semelhança com proteínas da família das co-polimerases
de polissacáridos, codificam para proteínas envolvidas na polimerização
(Moreira et al; 2004
).
Sabe-se ainda que o gene gelD de S. elodea codifica para uma proteína da família das OMA, “Outer Membrane Auxiliary”. Por analogia com o que foi proposto para outros sistemas que envolvem proteínas da família OMA, a proteína codificada pelo gene gelD poderá estar envolvida na exportação do gelano para o exterior da célula.
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