Exopolissacarídeos

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Formação de biofilme a partir de matriz extracelular de polissacarídeos
Formação de biofilme a partir de matriz extracelular de polissacarídeos

Exopolissacarídeos (EPS), também chamados de glicanos, podem ser caracterizados como macromoléculas naturais encontradas em todos organismos vivos. Os exopolissacarídeos constituem uma classe de compostos abundantes e essenciais para a biosfera, sendo principalmente representados pela celulose e amido nas plantas e glicogênio nos animais.[1][2]

Estes compostos são definidos como polissacarídeos extracelulares, com estruturas químicas e propriedades físicas altamente variáveis. Os EPS são produzidos por determinadas espécies de fungos e bactérias, sendo que estes podem ser encontrados ligados à superfície celular ou excretados para o meio extracelular na forma de limo.[3][4]

Função[editar | editar código-fonte]

Os exopolissacarídeos podem atuar como agentes de viscosidade, emulsificantes, geleificantes ou estabilizantes em diversos tipos de produtos, sendo particularmente muito utilizados na produção de leite fermentado.[5][6]

Existe ainda um interesse da indústria na aplicação dos exopolissacarídeos na biorremediação de resíduos industriais contendo metais pesados,[7] devido a sua capacidade de sequestrar cátions metálicos.[8]

Outra função dos EPS envolve a interação com determinadas espécies vegetais, auxiliando na sobrevivência das plantas em situações que envolvem estresse ambiental, como estresse hídrico, salino e variações de temperatura.[9][10] Os exopolissacarídeos também atuam na composição de biofilmes. Os biofilmes podem ser definidos como uma associação de bactérias e fungos, que fixam-se a superfícies, bióticas ou abióticas, incluídas em matriz extracelular complexa de substâncias poliméricas.[11][12]

Biofilme[editar | editar código-fonte]

Os EPS constituem entre 50% a 90% do biofilme microbiano[13] e portanto são considerados componentes importantes na determinação de sua estrutura e integridade funcional, conferindo aspecto de gel, alta hidratação e formação de canais responsáveis pela imobilização dos microrganismos.[14]

Grande parte das variantes químicas de exopolissacarídeos apresenta propriedades higroscópicas, de modo que a partir de sua hidratação, a interação entre células e matriz de biofilme se torna mais íntima nos âmbito físico-espacial e de colonização do ambiente. A matriz hidratada permite comunicação bioquímica entre indivíduos, assim como troca de material genético. Além disso, enzimas extracelulares são aprisionadas no entorno das células em questão, permitindo a formação de um sistema digestório externo e o estabelecimento de possíveis relações sinérgicas entre diferentes espécies presentes no biofilme.[15]

Em determinados casos, o EPS age como sequestrante de cátions, metais e toxinas, o que confere proteção contra radiação ultravioleta, alterações de pH, dessecação e choque osmótico no biofilme. [16][17] A densidade de exopolissacarídeos também contribui para proteção contra agentes esterilizantes químicos e detergentes.[18]

Referências

  1. ↑ BARBOSA, A. et al. Produção e Aplicações de Exopolissacarídeos Fúngicos. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 25, n. 1, p. 29–42, 2004.
  2. ↑ GLAZER, A. N.; NIKAIDO, H. Microbial Polysaccharides and Polyesters. Microbial Biotechnology: Fundamentals of Applied Microbiology. New York: W. H. Freeman, 1995. p.265-272.
  3. ↑ BARBOSA, A. et al. Produção e Aplicações de Exopolissacarídeos Fúngicos. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v. 25, n. 1, p. 29–42, 2004.
  4. ↑ SUTHERLAND, I. W. Novel and established applications of microbial polysaccharides. Trends in Biotechnology, Limerick, v.16, p.41-46, 1998.
  5. ↑ SCHIAVÃO-SOUZA, T. et al. Produção de Exopolissacarídeos por Bactérias Probióticas: Otimização do Meio de Cultura. Brazilian Journal of Food Technology, v. 10, n. 1, p. 27–34, 2007.
  6. ↑ RUAS-MADIEDO, P.; HUGENHOLTZ, J.; ZOON, P. An overview of the functionality of exopolysaccharides produced by lactic acid bacteria. International Dairy Journal, v. 12, p. 163-171, 2002.
  7. ↑ MOTA, R.; ROSSI, F.; ANDRENELLI, L.; PEREIRA, S.; De PHILIPPIS, R. (September 2016). "Released polysaccharides (RPS) from Cyanothece sp. CCY 0110 as biosorbent for heavy metals bioremediation: interactions between metals and RPS binding sites". Applied Microbiology and Biotechnology. 100 (17): 7765–7775
  8. ↑ PAL, A.; Paul, A. K. (2008-03-01). "Microbial extracellular polymeric substances: central elements in heavy metal bioremediation". Indian Journal of Microbiology. 48 (1): 49.
  9. ↑ GONÇALVES, F. et al. Produção De Exopolissacarídeos Por Bactérias A Plantas de Atriplex Nummularia L. XIII Jornada de Ensino, Pesquisa e Extensão - JEPEX 2013 - UFRPE, p. 13–15, 2013.
  10. ↑ LIU, S. et al. Structure and ecological roles of a novel exopolysaccharide from the artic sea ice bacterium pseudolateromonas sp. Strain SM20310. Applied Environmental Microbiology, v.1, p.224, 2013
  11. ↑ CASALINI, J. Biofilmes Microbianos na Indústria de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas - Bacharelado em Química de Alimentos, 2008.10. CASALINI, J. Biofilmes Microbianos na Indústria de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas - Bacharelado em Química de Alimentos, 2008.
  12. ↑ LUCCHESI, E. G. Desenvolvimento de sistema de obtenção de biofilmes in vitro e avaliação de sua susceptibilidade a biocidas. Dissertação de Mestrado em Biotecnologia – Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2006.
  13. ↑ DONLAN RM, Costerton JW (2002). "Biofilms: survival mechanisms of clinically relevant microorganisms". Clin. Microbiol. Rev. 15 (2): 167–93.
  14. ↑ CAIXETA, D.. Sanificantes químicos no controle de biofilmes formados por duas espécies de Pseudomonas em superfície de aço inoxidável. Dissertação (Mestrado em Microbiologia Agrícola) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2008.
  15. ↑ STOODLEY, P.; deBEER D.; LEWANDOWSKI Z. (August 1994). "Liquid Flow in Biofilm Systems". Appl. Environ. Microbiol. 60 (8): 2711–2716.
  16. ↑ CASALINI, J. Biofilmes Microbianos na Indústria de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas - Bacharelado em Química de Alimentos, 2008.10. CASALINI, J. Biofilmes Microbianos na Indústria de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas - Bacharelado em Química de Alimentos, 2008.
  17. ↑ BOARI, C. Formação de biofilme em aço inoxidável por Aeromonas hydrophila e Staphylococcus aureus sob diferentes condições de cultivo. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos) – Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2008.
  18. ↑ STEWART PS, COSTERTON JW (July 2001). "Antibiotic resistance of bacteria in biofilms". Lancet. 358 (9276): 135–8
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