Revista Biotecnologia

Bacillus
Leon RAbinovitch,
Clara de Fátima G. Cavados
& Marli Maria Lima
Pesquisadores do
Instituto Oswaldo Cruz - FIOCRUZ
Foto cedida pelos autores.
ENTOMOPATOGÊNICOS
Dos Bacillus estomapatogênicos, o que se espera?
Algumas bactérias entomopatogênicas
do gênero Bacillus - as
que ocorrem naturalmente no
meio ambiente ou as modificadas
geneticamente - são matérias-primas
para a industrialização de inseticidas
bacterianos. Seus efeitos eletivos sobre
as larvas de mosquitos são tão pronunciados,
que as indústrias de inseticidas
convencionais buscam ampliar suas utilizações
com o objetivo de controlar
pragas da agricultura e vetores de agentes
etiológicos de doenças humanas e
vegetais.
Bactérias produtoras de
corpos para-esporais
As bactérias do gênero Bacillus têm
como característica a produção natural
de esporos. Enquanto dentro da célula,
mergulhados no citoplasma, os esporos
são chamados endósporos e o conjunto
é denominado de esporângio. Não possuindo
o esporo, a célula bacteriana
encontra-se na sua forma vegetativa.
Os Bacillus patogênicos para insetos
podem sintetizar estruturas
glicoprotéicas sólidas denominadas
de cristais de d-
endotoxina, cristais de toxina,
cristais de proteína ou pró-toxina,
de localização justaposta ao
esporo. são chamados corpos
para-esporais. Essas proteínas
são codificadas por diferentes
genes (ver Tabela 1). Numa mesma
célula, podem ser encontradas
uma ou mais dessas
glicoproteínas, como, por exemplo,
a linhagem B.thuringiensis
sorovar israelensis, onde podem
ser encontrados até cinco tipos
diferentes de proteínas, todas
com atividade contra larvas de mosquitos.
O que faz essas proteínas permanecerem
juntas dentro desse corpo são
interações complexas do tipo pontes de
hidrogênio e ligações dissulfeto. As
protoxinas, como todas as proteínas, são
formadas por duas regiões: uma porção
C-terminal e outra N-terminal. Quando
ativadas por proteases intestinais, elas
perdem a porção C-terminal, restandolhes
a N-terminal como parte ativa. As
diferentes proteínas encontradas nas
subespécies de B.thuringiensis diferem
entre si pela sequência de aminoácidos
integrantes da cadeia peptídica, da natureza
dos aminoácidos e dos açúcares.
Das várias espécies do gênero, algumas
poucas como B. thuringiensis, B.
sphaericus, B. popilliae, B. larvae, B.
lentimorbus e B. laterosporus, têm a
propriedade de sintetizar pró-toxinas ativas
contra insetos. Essas espécies são as
entomopatogênicas, e tem atividade sobre
insetos das ordens Diptera,
Lepidoptera e Coleoptera, mas atuam
somente sobre a fase larvar, nunca sobre
os adultos. As pró-toxinas, quando
ingeridas, são solubilizadas pelo pH alcalino
do trato intestinal do inseto-alvo e
clivadas pelas proteases intestinais, tomando-se
peptídios de menor tamanho.
Estes são colhidos por receptores específicos
encontrados no epitélio, e iniciam
um processo de destruição tecidual,
Figura 1: Corte ultrafino de Bacillus
sphaericus ATCC 1593 entomopatogênico,
vendo-se a d-endotoxina (c) com a forma
de um paralelogramo próxima do esporo
da bactéria (e).
Cortesia de K.R. Araújo da Silva e M.N.
Meirelles, Instituto Oswaldo Cruz.
que colabora para a paralisação muscular,
levando o inseto à morte. Esta também
pode ocorrer em função de uma
segunda causa associada à primeira, que
é a multiplicação bacteriana na hemolinfa,
determinando um processo septicêmico.
A multiplicação celular, nesse caso, está
relacionada à germinação do esporo no
inseto, a sua multiplicação quando na
forma vegetativa e, desta, voltando para
esporo. Há indícios de que isso ocorra
em B. sphaericus, por exemplo.
Entretanto, o B. thuringiensis sorovar
thuringiensis é capaz de produzir e
excretar uma estrutura termo-resistente a
120ºC, não protéica, a b-exotoxina, que
atua ao nível da DNA polimerase, inibindo-a.
O espectro de ação dessa é muito
mais amplo que o a da d-endotoxina,
atua sobre ordens de insetos como
Diptera, Lepidoptera, Coleoptera,
Orthoptera, Hemiptera, Hymenoptera,
Acari, entre outras. A inespecificidade
da d-exotoxina faz com que ela não seja
utilizada na industrialização de inseticidas.
Curiosamente, na espécie
B.sphaericus, existem estirpes
cristalogênicas (Figura 1), produtoras
de um corpo paraesporal,
que, basicamente, contém
duas proteínas denominadas
P51 e P42, que apresentam
uma ação sinérgica entre si; e
estirpes acristalogênicas, que possuem
uma pequena atividade
entomopatogênica. Essa atividade
está relacionada com a produção
durante a fase vegetativa
de uma proteína denominada
mtx1, que apresenta peso
molecular estimado de 100 Kda.
Além dessa, também já se sabe da existência
de uma outra proteína, igualmente
sintetizada durante a fase vegetativa -
mtx2, com peso molecular estimado em
32 Kda, cuja ação no inseto está sendo
investigada.
Com relação aos outros Bacillus
que apresentam atividade
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