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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 Glossário (Richau et al. 2000Link externo). 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. 2000Link externo).

BC 2

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) Link externo . Foram mais tarde identificados os genes que codificam para as enzimas necessárias à formação destes percursores activados, constituintes da unidade tetrassacarídica (figura 1).

Gelano 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 Link externo).

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 Link externo)

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 Link externo).

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.

Gelano 2

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 Link externo).

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 Link externo).

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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