Análisis estructural de piomelaninas bacterianas

DÍAZ APELLA, MATEO; LOPEZ, NANCY; TRIBELLI, PAULA; KOLENDER, ADRIANA A.

Rosario

Simposio; XXIV Simposio Nacional de Química Orgánica (XXIV SINAQO); 2023

Sociedad Argentina de Investigación en Química Orgánica

Las melaninas son pigmentos poliméricos producidos por muchos organismos. En bacterias la producción de melanina confiere ventajas adaptativas, como el aumento de la supervivencia, la protección contra agentes de estrés y el incremento de la virulencia en patógenos. En este trabajo se analizan las estructuras de la piomelanina producida por especies del género Pseudomonas: P. aeruginosa un patógeno oportunista humano y P. extremaustralis una bacteria extremófila aislada de la Antártida. En P. aeruginosa se estudiaron dos cepas modelo mutantes melanogénicas (PAO1 y PA14) y una cepa aislada de un paciente con asma no tratado y enfermedad pulmonar obstructiva que produce naturalmente melanina (PAM). En P. extremaustralis se analizó una cepa obtenida por mutagénesis al azar (PEx). Las melaninas fueron extraídas de los sobrenadantes por precipitación ácida de cultivos realizados en medio LB. Se analizaron por espectroscopías UV, FTIR (ATR), RMN 1H y 13C (D2O, NaOH). Los espectros UV de las cepas modelo (PAO1 y PA14) eran muy similares, con máximos de absorción en 254 y 222 nm de intensidades comparables. Las bacterias PAM y PEx mantenían el máximo intenso únicamente en 221 nm. Los espectros FTIR fueron similares para todas las cepas, las diferencias surgían de las intensidades relativas a 1219 (Ph-O) y 1055 (C-O alcohol, éter) cm-1. Así, PAO1 y PA14 tenían relaciones 1:1, mientras que en PEx predominaba la banda de fenoles y en PAM la de alcoholes. Luego de hidrólisis básica, fue notable la disminución en la intensidad de las señales a 1055 cm-1. Los espectros RMN eran compatibles con un polímero constituido por anillos fenólicos y grupos carboxilato, junto con alquilos sustituidos con N u O. En conclusión, se diferenciaron dos grupos de melaninas en base a sus estructuras: (1) las cepas modelo (PAO1 y PA14) de relevancia clínica, y (2) la cepa patógena oportunista (PAM) y la cepa ambiental (PEx). Esta diversidad química estaría asociada a la función biológica de las melaninas en los distintos microorganismos, lo que sería relevante para aplicaciones biotecnológicas.