Caracterização de peptídeos antimicrobianos de Bacillus amyloliquefaciens com atividade antibacteriana, antifúngica e amebicida

Abstract

Bacteriocinas são peptídeos pequenos sintetizados por bactérias que possuem propriedades antimicrobianas. O presente estudo teve por objetivos identificar e caracterizar uma bacteriocina produzida por Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006, isolado de solo da Mata Atlântica, Santa Catarina, Brasil. A produção da substância antimicrobiana tem início na fase exponencial de crescimento e sua atividade máxima ocorre na fase estacionária. O efeito do cocultivo de B. amyloliquefaciens com diferentes bactérias na produção do antimicrobiano foi investigado. O cultivo de células de Escherichia coli intactas ou inativadas pelo calor com a cepa produtora aumentou a síntese da substância antimicrobiana. A bacteriocina LBM 5006 apresentou amplo espectro de ação, produzindo atividade antagonista contra bactérias, fungos e amebas patogênicas. O modo de ação contra células de Listeria monocytogenes e Paenibacillus larvae foi bactericida e bacteriolítico. Atividade esporicida foi observada contra esporos de P. larvae após tratamento com 1600 UA mL-1. Efeitos amebistático e amebicida contra trofozoítos de Acanthamoeba polyphaga com a consequente lise celular foram observados. A bacteriocina não teve efeito inibitório em células Vero nas concentrações que foram efetivas contra as amebas. A substância antimicrobiana foi isolada por precipitação com sulfato de amônio, cromatografia de gel filtração e extração com 1-butanol. O espectro ultravioleta foi típico de um polipeptídeo e o infravermelho indicou a presença de ligações peptídicas e grupamentos acil na sua estrutura. Análises por espectroscopia de massas indicaram que B. amyloquefaciens LBM 5006 produziu dois peptídeos antimicrobianos, com 1058 Da e 1464 Da, correspondentes a peptídeos tipo-iturina e tipo-fengicina, respectivamente.

Bacteriocins are small peptides synthesized by bacteria which have antimicrobiall properties. This study aimed to identify and characterize a bacteriocin produced by Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006, isolated from soil of Mata Atlântica, Santa Catarina, Brazil. It has been observed that the antimicrobial substance production starting at the exponencial grown phase and maximum activity occur at stationary phase. The effect of different bacteria on the production of antimicrobial activity by Bacillus amyloliquefaciens LBM 5006 was investigate. It was concluded that the presence of intact or thermally inactivated cells of Escherichia coli enhanced the synthesis of antimicrobial peptides by B. amyloliquefaciens strain. Bacteriocin LBM 5006 showed broad spectrum of action, producing antagonistic activity against bacteria, fungi and pathogenic amoebas. The mode of action against Listeria monocytogenes and Paenibacillus larvae was bactericidal and bacteriolytic. Sporicidal activity was observed against P. larvae spores after treatment whit 1600 AU mL-1. Amoebicidal and amoebistatic effects were detected against throphozoites of Acanthamoeba poliphaga and cell lysis. The bacteriocin had no inhibitory effect on Vero cells at concentrations that were effective against amoebas.The antimicrobial substance was isolated by ammonium sulfate precipitation, gel filtration chromatography and 1-butanol extraction.The ultraviolet spectrum was typical of a polypeptide and the infrared spectrum indicates the presence of peptide bonds and acyl group(s) in its structure. Mass spectroscopy analysis indicated that B. amyloliquefaciens LBM 5006 produces two antimicrobial peptides, with main peaks at m/z 1058 Da and 1464 Da, corresponding to iturinlike and fengycin-like peptides, respectively.