Isolamento de microrganismos resistentes a limoneno e caracterização do mecanismo molecular

Abstract

Os compostos de aroma são um dos ingredientes mais utilizados nas indústrias de alimentos e bebidas, e têm recebido grande atenção por parte dos consumidores por produtos naturais e obtidos com menor impacto ao meio ambiente. Desta forma, a alternativa mais apropriada para a substituição dos tradicionais processos de formulação química para obtenção destes compostos é pela produção biotecnológica. Além do apelo ambiental, esta estratégia se destaca pelas vantagens na especificidade de produção e condições brandas de processo. O limoneno, monoterpeno muito abundante no Brasil obtido a partir do processamento de laranja, além do seu baixo custo e disponibilidade, é muito estudado em processos de bioconversão, tornando-se um candidato promissor para a obtenção de compostos de maior valor agregado. Entretanto, sua toxicidade para microrganismos é um fator limitante para o desenvolvimento de novos bioprocessos. Com a finalidade de viabilizar o emprego desta estratégia, a bioprospecção por microrganismos robustos e que sejam capazes de tolerar a toxicidade de solventes orgânicos, como a dos terpenos, tem sido colocada em prática de forma corriqueira. Neste enfoque, este trabalho teve como objetivos principais, isolar microrganismos com perfil de resistência ao limoneno, identificá-los por marcadores genéticos e investigar os potenciais mecanismos moleculares relacionados a este fenótipo. A partir de fontes vegetais, foram isolados e selecionados 29 microrganismos com tolerância a 2% de limoneno. Com o uso de marcadores moleculares (16S rRNA e região ITS), sete isolados puderam ser identificados, sendo seis bactérias e uma levedura. Todos os representantes bacterianos pertencem ao gênero Bacillus, sendo dois deles identificados a nível de espécie, como B. cereus e B. mycoides. A levedura isolada foi identificada como Meyerozyma caribbica. Uma comparação do perfil de crescimento e posterior teste de viabilidade celular revelou indícios de que o limoneno possa exercer efeito bacteriostático em representantes do gênero Bacillus. Através de abordagem computacional, os genomas de cinco leveduras utilizadas pela indústria de alimentos foram comparados ao genoma de M. caribbica. Esta genômica comparativa resultou na identificação de 58 agrupamentos de genes exclusivos de M. caribbica e que contém 26 genes relacionados a transportadores do tipo MFS. Após dosar limoneno intracelular de quatro leveduras expostas ao terpeno, foi possível observar que os níveis presentes em M. caribbica são menores do que aqueles encontrados nas outras leveduras submetidas ao processo. Desta forma, foi possível inferir que o mecanismo de resistência pode estar relacionado aos genes codificantes de proteínas transportadoras. Os resultados deste trabalho representam importante avanços na busca de potenciais microrganismos capazes de tolerar o limoneno e que sejam passíveis de serem utilizados para viabilizar a produção de compostos de valor agregado a partir deste terpeno.