Temos recebido algumas perguntas sobre fungos e o perigo dos mesmos na alimentação e na saúde de forma geral.
Como sempre, a resposta é DEPENDE!!!
A Micologia é maravilhosa (estudo dos fungos). Como quase todas as coisas, ao risco vai depender de vários fatores como por exemplo, qual é o fungo, onde está esse fungo e, mais importante: ONDE VOCÊ ESTÁ.
A pergunta surgiu dentro de um curso de nutrologia onde abordava a presença de fungos em alimentos “considerados” ótimos e, um exemplo mencionado foi o Queijo Roqueforti.
Vejam o QUEIJO ROQUEFORTI é fabricado com o fungo Penicillium roqueforti.
Um parentesis – em meu ponto de vista, Penicillium é um dos gêneros fúngicos mais importantes no campo dos metabólitos secundários. O exemplo mais emblemático é Penicillium chrysogenum (reclassificado como Penicillium rubens ), o produtor industrial de penicilina – isso será explicado no artigo.
Vamos falar do Queijo ROQUEFORTI
Como dito acima, esse queijo é fabricado com o fungo filamentoso Penicillium roqueforti.
ARTIGO QUE TROUXEMOS PARA NOSSO CURSO:
RESUMO: Os fungos filamentosos são uma importante fonte de produtos naturais. O fungo Penicillium roqueforti , que é bem conhecido por ser responsável pela textura característica, manchas verde-azuladas e aroma dos chamados queijos de veios azuis (French Bleu, Roquefort, Gorgonzola, Stilton, Cabrales e Valdeón, entre outros), é capaz de sintetizar diferentes metabólitos secundários, incluindo andrastinas e ácido micofenólico, bem como várias micotoxinas, como Roquefortinas C e D, PR-toxina e eremofortinas, Isofumigaclavinas A e B, festuclavina e Annullatinas D e F. Esta revisão fornece uma descrição detalhada dos clusters de genes biossintéticos e vias dos principais metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti , bem como uma visão geral dos mecanismos regulatórios que controlam o metabolismo secundário neste fungo filamentoso.
1. Introdução
Os fungos filamentosos são produtores prolíficos de metabólitos secundários. Esses metabólitos são um amplo grupo de moléculas orgânicas diversas que contribuem para processos biológicos fundamentais em fungos, incluindo defesa, comunicação com outros microrganismos e virulência em interações patogênicas [ 1 , 2 ]. Muitos metabólitos secundários fúngicos são moléculas bioativas com interesses médicos e/ou comerciais [ 1 , 3 ]. Portanto, seu estudo é um tópico estimulante de interesse científico e aplicado.
Penicillium é um dos gêneros fúngicos mais importantes no campo dos metabólitos secundários. O exemplo mais emblemático é Penicillium chrysogenum (reclassificado como Penicillium rubens ), o produtor industrial de penicilina [ 4 , 5 ]. Além de P. chrysogenum , vários estudos destacaram o potencial de outros membros do gênero Penicillium como produtores potenciais de uma vasta e diversa gama de metabólitos secundários de interesse [ 6 , 7 , 8 , 9 ]. Entre esses fungos, Penicillium roqueforti surge como uma das espécies mais interessantes. Durante os últimos anos, muito progresso foi feito no metabolismo secundário deste fungo. Nesta revisão, resumimos e atualizamos os principais aspectos do metabolismo secundário de P. roqueforti com foco nos metabólitos produzidos por este fungo, sua biossíntese e mecanismos regulatórios.
2. Breve Visão Geral dos Aspectos Taxonômicos e Biotecnológicos de P. roqueforti
P. roqueforti é um fungo filamentoso saprofítico (bolor) cujas colônias apresentam coloração que vai do cinza-esverdeado claro ao cinza-escuro e podem incluir tons de cinza, amarelado e verde-oliva. Também possui textura que pode variar de aveludada a fasciculada. Os conidióforos constituem um feltro velutino com fiálides, que produzem conídios esféricos, lisos e verde-escuros (3 a 4,5 μm de diâmetro) incluídos em penicilos terminais, que são tipicamente terverticilados (quaterverticilados e mais raramente biverticilados também podem ser observados) [ 10 ].
A descrição taxonômica original da espécie P. roqueforti foi realizada por Thom em 1906 [ 11 ], usando uma cepa isolada de um queijo Roquefort adquirido em um mercado nos Estados Unidos. Apesar desta descrição taxonômica precoce, a taxonomia desta espécie tem sido complexa. No passado, a denominação P. roqueforti incluía um grupo de fungos heterogêneos (o “ grupo P. roqueforti ”) com características fenotípicas muito semelhantes, que são difíceis de distinguir pelos métodos morfológicos e fisiológicos tradicionais [ 12 ]. Além disso, ao longo dos anos, inúmeras cepas de P. roqueforti isoladas independentemente por diferentes pesquisadores foram designadas com nomes diferentes, tornando mais complexo o estabelecimento de denominações taxonômicas precisas para novos isolados. Com o advento das técnicas moleculares, a taxonomia do “ grupo P. roqueforti ” começou a ser esclarecida [ 12 ]. Em 2004, Frisvad e Samson concluíram a taxonomia completa desta espécie, sinonimizando muitos dos diferentes nomes dados a P. roqueforti ao longo dos anos e designando P. roqueforti IMI 024313 como o neótipo da espécie [ 13 ].
Atualmente, P. roqueforti é classificado dentro do subgênero Penicillium , seção Roquefortorum e série Roquefortorum junto com as espécies intimamente relacionadas P. carneum , P. mediterraneum , P. paneum e P. psychrosexuale [ 14 ]. Como todos os membros desta série, P. roqueforti é caracterizado por ter grandes conídios globosos e estipes conidióforos de paredes rugosas, a capacidade de crescer em níveis elevados de dióxido de carbono e a capacidade de produzir a micotoxina roquefortina C, mas pode ser claramente distinguido dos outros membros da série por análises filogenéticas usando marcadores concatenados, sua capacidade de produzir metabólitos secundários específicos e sua capacidade de realizar reprodução sexual heterotálica [ 14 , 15 ].
P. roqueforti tem sido usado há séculos como um agente de maturação em queijo azul, que inclui diversas variedades como o francês Bleu e Roquefort, o italiano Gorgonzola, o inglês Stilton, o espanhol Cabrales, o Picón Bejes-Tresviso e o Valdeón, e muitos outros da Dinamarca e dos Estados Unidos [ 10 , 16 ]. O queijo azul recebe esse nome devido à aparência de veios azuis que resulta da proliferação dos conídios fúngicos melanizados (esporos assexuados) dentro de cavidades aeradas no queijo [ 17 ]. Os esporos de P. roqueforti que contaminam espontaneamente o leite foram a origem do queijo azul. No entanto, desde o final do século XVIII, os conídios são inoculados durante o processo de produção [ 18 , 19 ], o que é ligeiramente diferente de acordo com a variedade. Este processo compreende principalmente a inoculação do bolor de maturação P. roqueforti em suspensões líquidas, que são adicionadas aos lotes de leite contendo altos níveis de gordura obtidos de ovelha ou vaca, dependendo da variedade, ou à coalhada. A fermentação deste tipo de queijo é realizada por bactérias lácticas mesófilas: Streptococcus lactis , Streptococcus lactis subsp. diacetylactis e Leuconostoc spp. [ 16 ]. Além disso, P. roqueforti atua como um fermento secundário, proporcionando ao queijo um sabor intenso e picante característico devido às atividades proteolíticas e lipolíticas, que, durante a maturação, geram compostos voláteis e não voláteis responsáveis pelos aromas de bolor [ 20 , 21 ]. Durante o processo de maturação, outros microrganismos, como Brevibacterium linens , também proliferam e adicionam aroma específico a muitos queijos azuis [ 22 ].
Além do uso principal deste microrganismo na produção de queijo azul, P. roqueforti também tem sido considerado para outros propósitos biotecnológicos, como a produção de diferentes metabólitos, incluindo o agente imunossupressor ácido micofenólico [ 23 ], extratos de lipase em fermentação em estado sólido usando cascas de cacau como substrato [ 24 ], ou extratos de enzimas celulolíticas em cultivo em resíduo de cajá [ 25 ].
3. Metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti
Por muitos anos, P. roqueforti foi conhecido por produzir vários metabólitos secundários com propriedades biológicas, o que encorajou o estudo químico desta espécie fúngica. Como resultado, vários metabólitos secundários foram purificados pela primeira vez a partir de culturas de P. roqueforti , e suas estruturas foram esclarecidas. Além disso, outros compostos já conhecidos por serem produzidos por outros fungos também são produzidos por P. roqueforti . Uma breve visão geral desses metabólitos secundários ( Figura 1 ) é descrita NO ARTIGO.
3.1. Toxina PR e compostos relacionados
Durante a década de 70, uma toxina potente de P. roqueforti , denominada PR-toxina ( Figura 1 a), foi descoberta por Wei et al. [ 26 ]. O composto foi purificado de culturas estacionárias do fungo em meio líquido YES (2% de extrato de levedura, 15% de sacarose), e sua toxicidade para ratos foi demonstrada [ 26 ]. Nesta descrição original, a estrutura química da PR-toxina foi apenas parcialmente elucidada. A elucidação completa de sua estrutura foi alcançada em um trabalho subsequente [ 27 ]. Do ponto de vista químico, a PR-toxina pertence à classe dos terpenóides eremophilanos, é um sesquiterpeno bicíclico com a presença de dois anéis epóxidos estáveis e possui vários grupos funcionais [ 28 ].
A toxina PR é instável e pode ser facilmente convertida em outros compostos. Essa propriedade levou à identificação de alguns metabólitos relacionados à toxina PR. Chang et al. [ 29 ] descobriram que dois compostos apareceram no meio de cultura de P. roqueforti, enquanto a toxina PR diminuiu. Esses compostos foram purificados e suas estruturas foram elucidadas, revelando que eram PR-imina e PR-amida (também conhecida como Eremofortin E) [ 29 ]. Mais tarde, o mesmo grupo purificou e identificou um terceiro produto de degradação, que foi denominado PR-ácido [ 30 ].
Como foi mencionado antes, a toxina PR pertence à classe de terpenóides eremophilane. Consequentemente, compostos eremophilane relacionados à toxina PR também foram purificados e caracterizados. Dessa forma, em três artigos consecutivos, Moreau e colaboradores relataram cinco eremofortinas (A–E) relacionadas à toxina PR, que foram isoladas de filtrados de P. roqueforti [ 31 , 32 , 33 ].
3.2. Roquefortine C e compostos relacionados
Roquefortinas são uma família de alcalóides indólicos dicetopiperazínicos prenilados, cuja estrutura central é formada pela condensação de L-triptofano e L-histidina [ 34 ]. Roquefortinas são produzidas por vários fungos do gênero Penicillium [ 6 ]. O principal membro desta família é a Roquefortina C ( Figura 1 b), que também é um dos principais metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti [ 34 ]. A Roquefortina C foi originalmente isolada de culturas de P. roqueforti em 1975 [ 35 ], embora sua elucidação estrutural completa tenha sido alcançada alguns anos depois [ 36 , 37 ].
Além da roquefortina C, o outro membro da família que foi isolado de culturas de Penicillium roqueforti é a Roquefortina D [ 38 ]. Neste ponto, deve ser mencionado que existem outros membros da família roquefortina, bem como compostos relacionados (meleagrina, glandicolinas), mas eles não são produzidos por P. roqueforti [ 34 ]. Este ponto será revisitado abaixo.
3.3. Outros metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti
PR-toxina e Roquefortine C são os principais metabólitos secundários tóxicos produzidos por P. roqueforti , então eles foram tratados separadamente antes. No entanto, este fungo pode produzir outras micotoxinas menores, bem como compostos não tóxicos, que são brevemente descritos nesta seção.
Em estudos iniciais sobre purificação de Roquefortine C, alguns alcalóides do ergot foram co-purificados [ 35 ]. Eles incluíram festuclavina e dois outros compostos que foram originalmente chamados de Roquefortine A e Roquefortine B, que correspondem aos alcalóides do ergot Isofumigaclavina A ( Figura 1 c) e Isofumigaclavina B, respectivamente [ 35 ]. Além disso, outro alcalóide do ergot, a agroclavina, foi detectado por espectrometria de massa em P. roqueforti [ 39 ].
Outro composto interessante produzido por P. roqueforti é o ácido micofenólico ( Figura 1 d). Este composto é um meroterpenóide com uma fração ftalida que exibe diversas atividades biológicas, sendo amplamente utilizado como imunossupressor para a prevenção da rejeição de transplantes de órgãos [ 40 ]. O ácido micofenólico é comumente detectado em muitas cepas de P. roqueforti [ 39 , 41 ].
Andrastinas A–D são uma família de compostos meroterpenóides derivados do ácido dimetil orselínico, que são candidatos interessantes como medicamentos anticâncer [ 34 ]. Andrastinas, especialmente o membro principal da família, Andrastina A ( Figura 1 e), são geralmente detectadas em P. roqueforti [ 39 , 41 , 42 ].
Nos últimos anos, uma família de compostos sesterterpenóides foi isolada de P. roqueforti . Os primeiros compostos isolados desta família foram os sesterterpenos pentacíclicos Peniroquesinas A–C [ 43 ]. Mais tarde, a Roquefornina A ( Figura 1 f), outro sesterterpeno com um sistema pentacíclico sem precedentes e atividade citotóxica, foi descrita por Wang et al. [ 44 ]. Finalmente, sete outros compostos relacionados às Peniroquesinas A–C foram descritos recentemente, alguns deles apresentando interessantes atividades citotóxicas e anti-inflamatórias [ 45 ].
4. Clusters de genes biossintéticos e vias funcionalmente caracterizadas em P. roqueforti
Durante a última década, vários grupos de pesquisa foram capazes de elucidar os clusters de genes e vias enzimáticas responsáveis pela biossíntese dos principais metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti , ou seja, Roquefortine C, Isofumigaclavine A, PR-toxin, Andrastin A e ácido micofenólico. Além disso, um cluster de genes silenciosos que produzem anulatinas foi recentemente caracterizado. As principais descobertas estão resumidas abaixo.
4.1. Cluster e via de biossíntese do gene Roquefortina C
A roquefortina C é produzida em P. roqueforti por meio de uma via biossintética codificada por um cluster de genes que compreende quatro genes ( gmt , rpt , rdh e rds ) e um pseudogene [ 34 , 46 ] ( Figura 2 a, Tabela 1 ).
Passamos ao ítem 6 – interessados podem ter acesso ao ARTIGO COMPLETOl que é espetavular
6. Desafios e perspectivas futuras no estudo do metabolismo secundário em P. roqueforti
P. roqueforti fornece ao queijo propriedades organolépticas características. Essas propriedades têm sido associadas às potentes atividades proteolíticas e lipolíticas desse fungo [ 20 , 21 , 106 ]. No caso dos metabólitos secundários produzidos por P. roqueforti , ainda não foi determinado se eles têm algum papel nas propriedades organolépticas dos queijos. Sabe-se que P. roqueforti inocula metabólitos secundários no queijo em que cresce [ 42 , 107 ]. Portanto, um dos desafios a serem enfrentados nesse fungo é se esses metabólitos secundários conferem propriedades organolépticas.
Estimou-se que o número de espécies de fungos na natureza esteja entre 2 e 11 milhões de espécies, das quais cerca de 150.000 são táxons formalmente descritos [ 108 ]. Portanto, a maior parte do potencial biossintético dos fungos ainda não foi descoberta. Por outro lado, análises genômicas realizadas em espécies de fungos conhecidas indicam que 80% de seu potencial metabólico permanece desconhecido [ 2 ]. Em espécies de Penicillium , uma grande proporção de seus grupos de genes biossintéticos, em alguns casos até surpreendentes 90%, ainda não foram conectados a nenhuma molécula [ 8 ]. Esses dados indicam que em fungos, incluindo espécies de Penicillium , o metabolismo secundário e os grupos de genes biossintéticos foram até agora pouco investigados.
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Material enviado por Dra. Célia Wada – CRF SP 7043