Ácido clavulânico e cefamicina c: uma perspectiva da biossíntese, processos de isolamento e mecanismo de ação

Oliveira, Jaine H. H. Luiz de; Granato, Ana Cláudia; Hirata, Daniela B.; Hokka, Carlos O.; Barboza, Marlei; Trsic, Milan

doi:10.1590/s0100-40422009000800028

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“…O ácido clavulânico é capaz de inativar as β-lactamases por ligar-se à serina do grupo hidroxila do seu centro ativo, produzindo um intermediário acilado estável e assim inativando a enzima (Foulstone e Reading, 1982;Baggaley et al, 1997, Oliveira et al, 2009, mecanismo este disposto na Figura 2. O ácido clavulânico não possui nenhum grupo fortemente hidrofóbico e apresenta velocidades de degradação elevadas em regiões básicas (pH> 7,5) e ácidas (pH <4,5) (Bersanetti et al, 2005).…”

Section: áCido Clavulânicounclassified

Utilização de sistemas poliméricos de duas fases aquosas (SPDFA) compostos por polietileno glicol/ácido poliacrílico (PEG/APA) para extração de ácido clavulânico

Rosso¹

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Section: áCido Clavulânicounclassified

Utilização de sistemas poliméricos de duas fases aquosas (SPDFA) compostos por polietileno glicol/ácido poliacrílico (PEG/APA) para extração de ácido clavulânico

Rosso¹

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“…Dentre eles estão: a instabilidade do produto final, pois o ácido clavulânico é degradado rapidamente em temperaturas acima de 30°C e em pH maiores que 7,5 ou menores que 4,5, e também o seu baixo rendimento (de mg/mL) comparado a outros compostos β-lactâmicos, como penicilinas e cefalosporinas, de 20 a 50 g/L. 8,16 Os genes conhecidos podem oferecer novas possibilidades para modificação da via tanto para aumentar a quantidade de produtos desejados quanto para obter novas moléculas com estrutura de clavama. Alguns genes de outras vias já vêm sendo modificados para produzir enzimas híbridas capazes de sintetizar uma série de novas moléculas análogas (por exemplo, derivados de eritromicina).…”

Section: Lista De Abreviaturasunclassified

“…De modo geral, parece haver uma complexa interregulação entre a produção de CefC e ácido clavulânico para que o organismo produtor tenha alguma vantagem, mas esse tema ainda está em aberto.Figura 52 -Rota da biossíntese de cefamicina C. Nota-se que CefC e CPC possuem um precursor comum (destacado). A enzima DAC-acetiltransferase age no inverso da reação de ORF12 (em vermelho), inserida no esquema mostrando a hidrólise de cefalosporina C a desacetilcefalosporina C. (Extraído e modificado de16 ).…”

unclassified

Produção e caracterização de enzimas de Streptomyces clavuligerus relacionadas com a síntese do ácido clavulânico

Vieira¹

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Ácido clavulânico (AC) é um potente inibidor de β-lactamases, produzido por Streptomyces clavuligerus, usado clinicamente em combinação com antibióticos β-lactâmicos para tratar infecções bacterianas resistentes. Apesar da produção industrial de AC já ser bem estabelecida muitos aspectos importantes relacionados com sua biossíntese permanecem carentes de estudo. Sabe-se que a via de síntese do AC envolve no mínimo 8 passos enzimáticos sendo os primeiros passos mais abordados. Por exemplo, as enzimas N 2-(2carboxietil) arginina sintase (CEAS), β-lactama sintase (BLS) e proclavaminato amidino hidrolase (PAH) são as responsáveis pela primeira, segunda e quarta reações enzimáticas respectivamente. Estudos mutagênicos recentes em S.clavuligerus relacionaram cópias extras dos genes ceas, bls e pah (ceas1, bls1 e pah1) com essa via porém nenhum ensaio enzimático foi relatado. Embora os passos finais da via ainda não estejam completamente estabelecidos, a ação de algumas enzimas putativas, como a codificada por orf12, mostraram ser essenciais a produção do AC. Assim, com o objetivo de aumentar a informação disponível sobre a biossíntese do AC estudamos quatro de seus membros: CEAS1, BLS1, PAH1 e a proteína putativa codificada pela orf12. Os genes foram isolados a partir do DNA genômico de S. clavuligerus por PCR e clonados em vetores para produção das proteínas recombinantes em E.coli. Os protocolos de expressão foram estabelecidos para CEAS1, PAH1 e ORF12 e as proteínas recombinantes foram purificadas por cromatografia de afinidade por metal. BLS foi obtida de forma isolúvel. As proteínas solúveis foram caracterizadas por meio de técnicas bioquímicas e estruturais. As análises de CEAS1 e PAH1 foram comparadas com informações já obtidas para as isozimas CEAS2 e PAH2, respectivamente. Assim, as análises de oligomerização das proteínas resultaram em uma mistura de oligômeros (monômero, dímero e tetrâmero) para CEAS1, na forma hexamérica para PAH1 e na forma dimérica para ORF12, estando de acordo com as formas solúvel e cristalográfica de CEAS2 (dímero e tetrâmero) e PAH2 (hexâmero). Espectros de dicroísmo circular mostraram que CEAS1 e PAH1 possuem um enovelamento do tipo α/β sendo estáveis até 35°C e numa ampla faixa de pH. Os parâmetros termodinâmicos da interação entre CEAS1 e o cofator Mg +2 foram determinados mostrando que é entropicamente dirigida, com uma estequiometria de ligação de 4 : 1, com uma constante de afinidade na ordem de micromolar (K D = 1,76 ± 0.23 μM). Análises realizadas com as técnicas de reação acoplada, de Cromatografia Líquida de Alta Pressão acoplada a Espectrometria de Massas (LC-MS) e de Calorimetria de Titulação Isotérmica mostraram que CEAS1, assim como CEAS2, apresenta atividade sob o substrato gliceraldeído-3-fosfato, porém sem a formação do produto final N 2-(2-carboxietil)arginina. Por outro lado, a proteína recombinante PAH1 mostrou ser inativa sobre o substrato análogo, N-α-acetil-L-arginina. Assim, apesar das isozimas manterem um padrão estrutural, podem ter mecanismos de ação distint...

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“…Normalmente, esta resistência ocorre por mutações que proporcionam a síntese de enzimas capazes de inativar tais substâncias. Um exemplo deste evento é a resistência aos antibióticos β-lactâmicos, por bactérias capazes de produzir enzimas β-lactamases que catalisam a hidrólise do anel β-lactâmico do antibiótico, resultando em um composto inativo (OLIVEIRA et al,2009).…”

Section: áCido Proclavamínicounclassified

Isolamento bioguiado de compostos de actinobactérias com atividade fungitóxica

Reis¹

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Ácido clavulânico e cefamicina c: uma perspectiva da biossíntese, processos de isolamento e mecanismo de ação

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Utilização de sistemas poliméricos de duas fases aquosas (SPDFA) compostos por polietileno glicol/ácido poliacrílico (PEG/APA) para extração de ácido clavulânico

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Produção e caracterização de enzimas de Streptomyces clavuligerus relacionadas com a síntese do ácido clavulânico

Isolamento bioguiado de compostos de actinobactérias com atividade fungitóxica

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