research

Novel bio-strategies for the detoxification of mycotoxins using lactic acid bacteria

Abstract

A ocorrência de bolores micotoxigénicos pertencentes aos géneros Aspergillus, Penicillium e Fusarium em alimentos para consumo Humano e animal, tem um impacto importante sobre a saúde pública e constitui também um importante problema económico. Isto é devido à síntese por este tipo de fungos filamentosos de metabolitos altamente tóxicos conhecidos como micotoxinas. A maioria das micotoxinas são substâncias cancerígenas, mutagénicas, neurotóxicas e imunossupressoras, sendo a ocratoxina A (OTA) uma das mais importantes. A OTA é uma micotoxina, tóxica para os animais e Humanos principalmente devido às suas propriedades nefrotóxicas. Alguns grupos de bactérias gram positivas nomeadamente as bactérias do ácido láctico (BAL) são capazes de controlar o crescimento de fungos, melhorando e aumentando a vida útil de muitos produtos fermentados e, assim, reduzir os riscos para a saúde provocados pela exposição às micotoxinas. Algumas BAL são, também, capazes de destoxificar certas micotoxinas. Em trabalhos anteriores do nosso grupo foi observada a biodegradação da OTA por estirpes de Pediococcus parvulus isoladas de vinhos do Douro. Assim, com este trabalho, pretendeu-se compreender com maior detalhe o processo de biodegradação da OTA pelas referidas estirpes e identificar quais as enzimas que estão associadas à sua biodegradação. Para atingir este objetivo utilizaram-se algumas ferramentas ioinformáticas (BLAST, CLUSTALX2, CLC Sequence Viewer 7, Finch TV), desenharam-se primers específicos e realizaram-se PCR específicos para os genes envolvidos. Através da utilização de ferramentas de bioinformática, foi possível identificar várias proteínas que pertencem à família das carboxipeptidases e que podem eventualmente participar no processo da degradação da OTA, tais como D-Ala-D-Ala carboxipeptidase serínica e carboxipeptidase membranar. Estas BAL podem desempenhar um papel importante na destoxificação da OTA, sendo as carboxipeptidases uma das enzimas envolvidas na sua biodegradação.The occurrence of mycotoxigenic moulds such as Aspergillus, Penicillium and Fusarium in food and feed has an important impact on public health and also constitutes a major economic problem. This is due through the synthesis of highly toxic metabolites known as mycotoxins by these kind of moulds. Most of the mycotoxins are carcinogenic, mutagenic, neurotoxic and immunosuppressive, being ochratoxin A (OTA) one of the most important. OTA is toxic to animals and Humans, mainly due to its nephrotoxic properties. Some group of Gram-positive bacteria named lactic acid bacteria (LAB) are able to control moulds ́ growth, improving the shelf life of many fermented products and reducing health risks due to exposure to mycotoxins. Some LAB are capable of mycotoxin detoxification. From previous work of our group was observed OTA biodegradation by Pediococcus parvulus isolated from Douro wines. So, we wanted to have a better understanding of this OTA degradation process and identify which molecules where present in this process. For achieving our aim we used some bioinformatics tools (BLAST, CLUSTALX2, CLC Sequence Viewer 7, Finch TV), we designed specific primers and we did gene specific PCR. Through the employment of bioinformatics tools it was possible to identify several proteins belonging to the carboxypeptidase family that participate in the process of OTA degradation, such as serine type D-Ala-D-Ala carboxypeptidase and membrane carboxypeptidase. LAB can play an important role in the mycotoxins detoxification, being carboxypeptidase proteins one of the molecules present in the OTA degradation process.Agradecimentos: Este trabalho foi financiado por fundos FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade - COMPETE e por fundos nacionais através da Fundação para a Ciência e a Tecnologia -FCT, ref. FCOMP-01-0124-FEDER-028029 e PTDC/AGR-TEC/3900/2012, respetivamente. Luís Abrunhosa recebeu apoio através da bolsa Incentivo/EQB/LA0023/2014 do ON.2 O Novo Norte

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