Caracterização da atividade antimicrobiana produzida por Bacillus sp. isolado de sedimento de áreas úmidas

Abstract

Peptídeos antimicrobianos derivados de Bacillus sp. apresentam potencial de inibição contra vários patógenos, tornando-os um ponto de partida promissor na busca por novas substâncias antimicrobianas. Esses compostos vêm sendo utilizados em diversas áreas, como na qualidade e segurança alimentar, e na saúde humana. Bactérias isoladas de amostras de sedimentos de áreas úmidas, coletadas na Unidade de Conservação (UC) do Parque Natural Municipal Imperatriz Leopoldina, localizada no município de São Leopoldo/RS, vem demostrando a capacidade de inibir diferentes micro-organismos. Dentre estas, um isolado bacteriano apresenta potencial atividade antimicrobiana contra espécies de Listeria. Assim, o objetivo desta pesquisa foi identificar e verificar o potencial antimicrobiano de uma bactéria previamente isolada deste sedimento de áreas úmidas. A pesquisa também compreendeu a purificação parcial e caracterização do composto antimicrobiano produzido por esta bactéria. O isolado foi identificado como Bacillus sp. sed 1.4 e a substância antimicrobiana produzida foi parcialmente purificada através da precipitação com sulfato de amônio, cromatografia líquida de gel filtração (Sephadex G-200) e membrana de ultrafiltração. Posteriormente, a caracterização foi realizada quanto à sua estabilidade frente a diferentes temperaturas, proteases, solventes orgânicos e detergentes. A massa molecular do peptídeo foi estimada com cerca de 148 kDa por eletroforese desnaturante em gel de poliacrilamida. A purificação resultou em uma atividade específica de 769,23 UA/mg. Esta substância antimicrobiana apresentou estabilidade a temperaturas elevadas e quando congelada a -20 °C, foi efetiva frente a espécies de Listeria, porém não teve potencial de inibição frente a outros isolados clínicos e de origem alimentar. O espectro de ação apresentado pela substância antimicrobiana parcialmente purificada, se aproxima ao espectro de ação apresentado por bacteriocinas de Classe IIa produzidas por espécies de Bacillus, característica que pode ser explorada pela indústria de alimentos.

Antimicrobial peptides derived from Bacillus sp. have potential for inhibition against several pathogens, making them a promising starting point in the search for new antimicrobial substances. These compounds have been used in many areas, such as food quality and safety, and human health. Bacteria isolated from wetland sediment samples collected at the Conservation Unit (UC) of the Municipal Natural Park Imperatriz Leopoldina, located in the São Leopoldo City/RS, have demonstrated the ability to inhibit different microorganisms. Among these, a bacterial isolate has potential antimicrobial activity against Listeria species. Thus, the aim of this research was to identify and verify the antimicrobial potential of a bacterium previously isolated from this sediment of humid areas. The research also included the partial purification and characterization of the antimicrobial compound produced by this bacterium. The isolate was identified as Bacillus sp. sed 1.4 and the antimicrobial substance produced was partially purified by ammonium sulfate precipitation, gel filtration liquid chromatography (Sephadex G-200) and ultrafiltration membrane. Subsequently, the characterization was performed for its stability against different temperatures, proteases, organic solvents and detergents. The molecular mass of the peptide was estimated to be about 148 kDa by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis. Purification resulted in a specific activity of 769,23 AU / mg. This antimicrobial substance showed stability at high temperatures and when frozen at -20 °C, it was effective against Listeria species, but had no inhibition potential against other clinical isolates and food source. The action spectrum presented by the partially purified antimicrobial substance is close to the action spectrum presented by Class IIa bacteriocins produced by Bacillus species, a characteristic that can be exploited by the food industry.