Antarctic environments as a source of bacterial and fungal therapeutic enzymes
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Ambientes antárticos como fonte de enzimas terapêuticas bacterianas e fúngicas
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Resumo
Microbial therapeutic enzymes are the protagonists in the pharmacological
treatment of different human diseases. The intrinsic enzymatic characteristics, such as
high affinity and specificity to the corresponding substrate, enable effective therapies,
with minimal adverse effects and complete remission. However, immunogenicity,
short half-life, low enzymatic yield, and low selectivity regarding available enzyme
drugs are currently the main obstacles to their development and the broad adherence
to therapeutic protocols. By harboring adapted and still unexplored microbial life,
environments of extreme conditions, such as Antarctica, become especially important
in the prospecting and development of new enzymatic compounds that present higher
yields and the possibility of genetic improvement. Antarctic microorganisms have
adaptation mechanisms, such as more fluid cell membranes, production of antifreeze
proteins and enzymes with more malleable structures, more robust, stable, selective
catalytic sites for their respective substrates, and high antioxidant capacity. In this
context, this review aims to explore enzymes synthesized by bacteria and fungi from
Antarctica as potential drug producers, capable of providing therapeutic efficacy, less
adverse effects, and lower production costs with highlight to L-Asparaginase, collagenase,
superoxide dismutase and ribonucleases. In addition, this review highlights the unique
biotechnological profile of these Antarctic extremophile microorganisms.
Abstract
As enzimas terapêuticas microbianas são as protagonistas do processo farmacológico
tratamento de diversas doenças humanas. As características enzimáticas intrínsecas, como
alta afinidade e especificidade ao substrato correspondente, permitem terapias eficazes,
com efeitos adversos mínimos e remissão completa. No entanto, a imunogenicidade,
meia-vida curta, baixo rendimento enzimático e baixa seletividade em relação à enzima disponível
medicamentos são atualmente os principais obstáculos ao seu desenvolvimento e à ampla adesão
aos protocolos terapêuticos. Ao abrigar vida microbiana adaptada e ainda inexplorada,
ambientes de condições extremas, como a Antártica, tornam-se especialmente importantes
na prospecção e desenvolvimento de novos compostos enzimáticos que apresentem maior
produtividade e possibilidade de melhoramento genético. Os microrganismos antárticos têm
mecanismos de adaptação, como membranas celulares mais fluidas, produção de anticongelante
proteínas e enzimas com estruturas mais maleáveis, mais robustas, estáveis, seletivas
sítios catalíticos para seus respectivos substratos e alta capacidade antioxidante. Nisso
contexto, esta revisão tem como objetivo explorar enzimas sintetizadas por bactérias e fungos de
Antártica como potenciais produtores de medicamentos, capazes de proporcionar eficácia terapêutica, menos
efeitos adversos e menores custos de produção com destaque para L-Asparaginase, colagenase,
superóxido dismutase e ribonucleases. Além disso, esta revisão destaca a singularidade
perfil biotecnológico desses microrganismos extremófilos da Antártica.
Assunto
Microbiologia, Superóxido Dismutase, Enzimas/Uso Terapêutico
Palavras-chave
Microbial Collagenase, Extremophiles, Superoxide Dismutase, Enzymes
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