| Saccharopolyspora | |
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| Células de Saccharopolyspora erythraea coradas e observadas ao microscópio. | |
| Classificação científica | |
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| Gênero: | Saccharopolyspora Lacey & Goodfellow, 1975 |
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| Saccharopolyspora hirsuta Lacey & Goodfellow, 1975 | |
Saccharopolyspora é um género de bactérias Gram-positivas pertencente à família Pseudonocardiaceae, ordem Pseudonocardiales e filo Actinomycetota. Os membros deste género são actinomicetos filamentosos aeróbios caracterizados pela formação de micélio ramificado e cadeias de esporos envoltas por bainhas distintas.
O género possui elevada relevância biotecnológica devido à sua capacidade de produzir metabolitos secundários com aplicações farmacêuticas e agrícolas. Entre estes destacam-se a eritromicina, produzida por Saccharopolyspora erythraea, e as espinosinas, produzidas por Saccharopolyspora spinosa.
O género Saccharopolyspora foi descrito por John Lacey e Michael Goodfellow em 1975, tendo como espécie-tipo Saccharopolyspora hirsuta, isolada a partir de bagaço de cana-de-açúcar.
Atualmente, o género integra diversas espécies distribuídas em ambientes terrestres, marinhos, agrícolas e industriais, sendo classificado na família Pseudonocardiaceae.
O género Saccharopolyspora pertence à família Pseudonocardiaceae, um grupo de actinobactérias caracterizado pela elevada percentagem de guanina e citosina (G+C) no ADN e pela formação de estruturas filamentosas semelhantes às dos fungos.
Estudos filogenéticos baseados em sequências do gene 16S rRNA e análises genómicas completas demonstraram que Saccharopolyspora constitui um grupo monofilético dentro da família Pseudonocardiaceae.
A espécie-tipo do género é Saccharopolyspora hirsuta, descrita por Lacey e Goodfellow em 1975 e considerada a referência taxonómica para a definição do grupo.
As análises filogenéticas indicam que Saccharopolyspora apresenta proximidade evolutiva com os géneros Amycolatopsis, Pseudonocardia, Actinokineospora e Kibdelosporangium, partilhando com estes diversas características morfológicas e bioquímicas.
Estudos filogenómicos recentes sugerem revisões taxonómicas dentro do género, incluindo a sinonimização de Saccharopolyspora spinosporotrichia com Saccharopolyspora erythraea e de Saccharopolyspora subtropica com Saccharopolyspora thermophila, demonstrando a importância crescente da genómica comparativa na sistemática bacteriana moderna.
As espécies de Saccharopolyspora apresentam diversas características comuns:
As colónias apresentam frequentemente coloração branca, creme, amarela ou rosada, dependendo da espécie e das condições de cultivo. Muitas espécies são aeróbias estritas e encontram-se amplamente distribuídas em solos, resíduos vegetais, ambientes marinhos, lagos salinos e tecidos vegetais endofíticos.
Os seus genomas são relativamente extensos quando comparados com os de muitas bactérias, refletindo uma elevada capacidade metabólica para a biossíntese de compostos naturais complexos.
Os genomas das espécies de Saccharopolyspora apresentam numerosos agrupamentos génicos biossintéticos (biosynthetic gene clusters), refletindo a sua capacidade para produzir uma grande diversidade de metabolitos secundários, incluindo antibióticos, compostos antifúngicos, inseticidas naturais, enzimas industriais e outras moléculas bioativas de interesse farmacêutico e biotecnológico.
Esta diversidade metabólica tem despertado crescente interesse científico, tornando o género uma importante fonte para a descoberta de novos produtos naturais com potencial aplicação na medicina, agricultura e indústria biotecnológica.
Segundo a List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN), o género Saccharopolyspora inclui mais de trinta espécies validamente publicadas.
| Espécie | Ano | Característica relevante |
|---|---|---|
| Saccharopolyspora hirsuta | 1975 | Espécie-tipo do género; isolada de bagaço de cana-de-açúcar |
| Saccharopolyspora erythraea | 1987 | Produtora da eritromicina |
| Saccharopolyspora spinosa | 1990 | Produtora das espinosinas (espinosade) |
| Saccharopolyspora rectivirgula | 1989 | Associada à Doença do Pulmão do Agricultor |
| Saccharopolyspora taberi | 1989 | Isolada de ambientes agrícolas |
| Saccharopolyspora thermophila | 1989 | Espécie termofílica |
| Saccharopolyspora rosea | 2001 | Colónias de coloração rosada |
| Saccharopolyspora cebuensis | 2000 | Isolada de solo tropical das Filipinas |
| Saccharopolyspora endophytica | 2013 | Endófita associada a plantas |
| Saccharopolyspora flava | 2008 | Produz pigmentação amarela |
| Saccharopolyspora gloriosae | 2007 | Associada à planta Gloriosa superba |
| Saccharopolyspora gregorii | 2008 | Isolada de ambiente desértico |
| Saccharopolyspora halophila | 2007 | Halófila moderada |
| Saccharopolyspora hirudinis | 2014 | Isolada de sanguessugas medicinais |
| Saccharopolyspora jiangxiensis | 2008 | Isolada de solo da província chinesa de Jiangxi |
| Saccharopolyspora jiangxiensis subsp. jiangxiensis | 2008 | Subespécie nominal |
| Saccharopolyspora jiangxiensis subsp. glaucopurpurea | 2008 | Produção característica de pigmentação púrpura |
| Saccharopolyspora lacisalsi | 2009 | Isolada de lago salino |
| Saccharopolyspora marina | 2009 | Isolada de ambiente marinho |
| Saccharopolyspora qijiaojingensis | 2009 | Proveniente de solos salinos da China |
| Saccharopolyspora mangrovi | 2011 | Associada a ecossistemas de mangal |
| Saccharopolyspora pathumthaniensis | 2010 | Isolada na Tailândia |
| Saccharopolyspora shandongensis | 2010 | Isolada de sedimentos costeiros |
| Saccharopolyspora spongiae | 2011 | Isolada de esponjas marinhas |
| Saccharopolyspora coralli | 2019 | Associada a corais marinhos |
| Saccharopolyspora terrae | 2018 | Isolada de solo |
| Saccharopolyspora antimicrobica | 2018 | Potencial produtora de compostos antimicrobianos |
| Saccharopolyspora halotolerans | 2012 | Tolerante a elevadas concentrações salinas |
| Saccharopolyspora aidingensis | 2009 | Isolada de solos áridos da região de Aiding |
| Saccharopolyspora gansuensis | 2009 | Isolada da província chinesa de Gansu |
| Saccharopolyspora tripterygii | 2016 | Endófita da planta medicinal Tripterygium wilfordii |
| Saccharopolyspora dendranthemae | 2014 | Associada ao crisântemo (Dendranthema) |
| Saccharopolyspora zhengzhouensis | 2013 | Isolada de solo agrícola chinês |
| Saccharopolyspora lacustris | 2015 | Isolada de ambiente lacustre |
| Saccharopolyspora phatthalungensis | 2017 | Isolada de solo tropical da Tailândia |
| Saccharopolyspora punica | 2016 | Associada à romãzeira (Punica granatum) |
| Saccharopolyspora rhizosphaerae | 2017 | Isolada da rizosfera de plantas |
| Saccharopolyspora yunnanensis | 2017 | Isolada da província chinesa de Yunnan |
A importância biotecnológica do género Saccharopolyspora resulta da sua extraordinária capacidade para produzir metabolitos secundários biologicamente ativos. Estes compostos são sintetizados através de complexos agrupamentos génicos biossintéticos que permitem a produção de moléculas com aplicações farmacêuticas, agrícolas e industriais.
Além da produção de eritromicina e espinosinas, espécies do género Saccharopolyspora têm sido reconhecidas como uma fonte promissora de novos produtos naturais bioativos, incluindo antibióticos, compostos antifúngicos, moléculas com potencial atividade antitumoral, enzimas industriais e diversos metabolitos de interesse farmacêutico.
A diversidade ecológica das espécies do género, encontradas em solos, ambientes marinhos, lagos salinos, mangais e associações endofíticas com plantas, contribui para a diversidade química dos compostos produzidos. Esta característica tornou Saccharopolyspora um importante alvo de programas de prospeção biotecnológica destinados à descoberta de novos fármacos e agentes de controlo biológico.
Saccharopolyspora erythraea é a produtora natural da eritromicina, um antibiótico macrólido amplamente utilizado no tratamento de infeções bacterianas. A espécie foi inicialmente descrita como Streptomyces erythraeus, sendo posteriormente reclassificada no género Saccharopolyspora.
A descoberta da eritromicina remonta a 1949, quando o médico filipino Abelardo Aguilar recolheu amostras de solo em Iloilo, Filipinas. As amostras foram enviadas para os laboratórios da Eli Lilly, onde a equipa liderada por James McGuire isolou a bactéria produtora do antibiótico. O medicamento foi lançado comercialmente em 1952 sob a designação Ilosone.
A eritromicina serviu posteriormente de base ao desenvolvimento de derivados semi-sintéticos como a claritromicina e a azitromicina.
A sequenciação completa do genoma de S. erythraea revelou uma notável diversidade de vias biossintéticas para policétidos e outros compostos bioativos.
Saccharopolyspora spinosa produz uma família de compostos denominados espinosinas, dos quais deriva o inseticida biológico espinosade (spinosad).
A espécie foi isolada em 1982 a partir de amostras de solo recolhidas num antigo alambique de rum associado a uma refinaria de açúcar nas Ilhas Virgens Britânicas. A sua descrição taxonómica formal foi publicada por Frederick P. Mertz e Raymond C. Yao em 1990.
O espinosade é amplamente utilizado na agricultura devido à sua elevada eficácia contra diversas pragas e ao seu reduzido impacto ambiental quando comparado com muitos inseticidas sintéticos.
A associação do género Saccharopolyspora à produção de antibióticos surgiu durante os programas de prospeção microbiológica desenvolvidos após o sucesso da penicilina nas décadas de 1940 e 1950.
Existe frequentemente confusão histórica relativamente à alegação de que Saccharopolyspora foi descoberta num destilador de rum durante a década de 1940. Na realidade, essa associação refere-se especificamente a Saccharopolyspora spinosa, descoberta apenas em 1982 nas Ilhas Virgens Britânicas. A descoberta da eritromicina, por sua vez, resultou de amostras de solo recolhidas nas Filipinas em 1949.
Embora a maioria das espécies seja estudada pelas suas aplicações biotecnológicas, algumas possuem relevância clínica indireta.
Saccharopolyspora rectivirgula é reconhecida como um dos principais agentes etiológicos da chamada "Doença do Pulmão do Agricultor" (Farmer's Lung Disease), uma forma de pneumonite por hipersensibilidade causada pela inalação de poeiras orgânicas contaminadas.