Substàncies polimèriques extracelulares
Les substàncies polimèriques extracelulares, SPÉs (de l'anglés Extracellular Polymeric Substances, EPSs) són els polímero naturals d'alt pes molecular secretados per microorganismes al seu entorn.[1] Les SPÉs constituïxen l'integritat funcional i estructural dels biofilms, i es consideren el component fonamental que determina les característiques fisioquímicas d'un biofilm.[2]
Les SPÉs estan principalment composts per polisacàrits (exopolisacáridos) i proteïnes, pero inclouen també atres macromolécula, com ADN, lípits i substàncies húmiques. Els SPÉs són el material en el que es porten a terme els assentament bacterians i poden permanéixer units a la superfície celular externa o ser secretados al mig de creiximent. Estos composts són importants en la formació de biofilms i en l'unió de les cèlules a les superficiees. Els SPÉs constituïxen d'un 50% a un 90% de la matèria orgànica total dels biofilms.[2][3][4]
Els exopolisacáridos (abreviats com SPÉs en espanyol i EPSs en anglés) són polímero d'alt pes molecular composts de residus de sucres que són secretados per un microorganisme al mig circumdant. Els microorganismes sintetisen un ampli palmito de polisacàrits multifuncionales que inclouen polisacàrits intracelulars, polisacàrits estructurals i polisacàrits extracelulares o exopolisacáridos. Els exopolisacáridos consten generalment de monosacàrits i alguns sustituyentes no glucídicos (com acetat, piruvato, succinato i fosfat). Per l'àmplia diversitat sobre la seua composició, els exopolisacáridos posseïxen diverses aplicacions en indústries com l'alimentària o la farmacèutica. Alguns SPÉs otorguen propietats que són molt similars o casi idèntiques a les de les gomes (com la goma xantana) que s'ampren actualment en estes indústries. Actualment s'estan portant a terme esforços per a reemplaçar les gomes procedents de plantes i algues amprades tradicionalment pel seu equivalent microbiano. Ademés, s'ha realisat un progrés considerable en el descobriment i desenroll de nous SPE microbianos en rellevància industrial.[5]
Funció
[editar | editar còdic]Els exopolisacáridos capsulares poden protegir a bactèries patogénicas contra la dessecació i la predación, i contribuïx a la seua patogenecidad.[6] Les bactèries existents en els biofilms són menys vulnerables en comparació a bactèries planctónicas, ya que la matriu de SPÉs és capaç d'actuar com una barrera protectora front a la difusió.[7] Les característiques físiques i químiques de les cèlules bacterianes poden vore's afectades per la composició dels SPÉs, lo que pot influir en factors com el reconeiximent celular, l'agregació i l'adheriment de les bactèries en els seus ambients naturals.[7] Ademés, la capa de SPE actua com una trampa per als nutrients, facitlitando el creiximent bacterià.[7]
Els exopolisacáridos d'alguns ceps de bactèries àcit làctiques, com Lactococcus lactis subsp. cremoris, contribuïxen a la textura gelatinosa de productes làcteus fermentats i són també digeribles.[8][9] Un eixemple d'us industrial d'estos exopolisacáridos és l'aplicació de dextrano en panetones i atres pans de l'indústria panadera.[10]
Ecologia
[editar | editar còdic]Els exopolisacáridos poden facilitar l'unió de bactèries fijadoras de nitrogen a les raïls de les plantes i partícules del sol, establint-se una relació simbiòtica.[11] Este fenomen és important per a la colonisació de les raïls i la rizosfera, que és un component clau de rets tróficas del sol i els cicles de nutrients en els ecosistemes. Permet ademés una exitosa invasió i infecció de la planta hospedadora.[11]
Les substàncies polimèriques extracelulares bacterianes poden participar en processos de biorremediación de metals pesats mentres que posseïxen la capacitat de adsorber cationes metàlics, entre atres substàncies dissoltes.[12] Açò resulta útil en sistemes de tractament d'aigües residuals, ya que els biofilms en capaços d'unir i eliminar metals tals com el coure, níquel, cadmi i plom.[12] L'afinitat de l'unió i la especificidad de metal dels SPÉs varien depenent de la composició polimèrica, aixina com de factors ambientals com la concentració i el pH.[12]
En un context geomicrobiológico, s'ha observat que els SPÉs afecten a la precipitació de minerals, particularment carbonat.[13] També poden unir i atrapar partícules en suspensions de biofilms, lo que pot restringir la dispersió i el cicle dels elements.[13] L'estabilitat delos sediment pot incrementar-se per mig dels SPÉs, ya que estos influencien la cohesió, la permeabilidad i l'erosió del sediment.[13] Existix evidència de que l'adheriment i la capacitat d'unir metals dels SPÉs afecten els índexs de lixiviación mineral tant en un context ambiental com a industrial.[13] Estes interaccions entre els SPÉs i l'entorn abiótico permet l'ampli impacte dels SPÉs en els cicles biogeoquímics.
Us industrial nous
[editar | editar còdic]Per la creixent necessitat de trobar una alternativa més eficaç i respectuosa en el mig ambient respecte als actuals métodos convencionals d'eliminació de residus, les indústries estan fent cada volta més recalcament a la funció de les bactèries i les seues SPÉs en processos de biorremediación.[14]
Alguns investigadors han trobat que l'adició de SPÉs de cianobacterias a aigües residuals elimina metals pesat com el coure, cadmi i plom.[14] Els SPÉs poden interaccionar físicament en estos metals pesats i retindre'ls per mig de bioadsorción.[14] L'eficiència del procés d'extracció pot ser optimisada per mig del tractament dels SPÉs en diferents tipos de àcit o bases abans d'afegir-los a les aigües residuals.[14]
Els sols contaminats conté elevats nivells d'hidrocarburs aromàtics policíclics (HAPs). Els SPÉs de dos bactèries, Zoogloea sp. i Aspergillus niger, són efectius eliminant estos composts tòxics.[15] Els SPÉs contenen també enzimes com oxidorreductasas i hidrolasas, les quals són capaces de degradar els HAPs.[15] La cantitat de HAPs degradat depén de la concentració de SPÉs afegida al sol. Este método ha demostrat ser relativament barat i d'alta eficiència.[15]
En els últims anys, els SPÉs de bactèries marines han segut amprats en la neteja d'abocades petrolíferes.[16] Durant el desastre de la plataforma petrolífera Deepwater Horizon en 2010, estes bactèries productores de SPÉs varen demostrar ser capaces de créixer i proliferar ràpidament.[16] Més vesprada es va trobar que els SPÉs varen dissoldre el cru i varen formar agregats en la superfície de l'oceà, lo que va contribuir a accelerar el procés de neteja de l'abocada.[16] Estos agregats també varen proporcionar un valiosa font de nutrients per a atres comunitats microbianas marines. Estos conjunts d'oli també proporcionats una font valiosa de nutrients per a atres comunitats microbianas marines. Açò ha permés als científics modificar i optimisar l'us dels SPÉs per a la neteja d'este tipo d'abocades.[16]
Llista
[editar | editar còdic].svg){kind=link}
- acetano (Acetobacter xylinum)
- alginato(Azotobacter vinelandii)
- celulosa (Acetobacter xylinum)
- quitosán (Mucorales spp.)
- curdlan (Alcaligenes faecalis var. myxogenes)
- ciclosoforanos (Agrobacterium spp., Rhizobium spp. I Xanthomonas spp.)
- dextrano (Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc dextranicum i Lactobacillus hilgardii)
- emulsan (Acinetobacter calcoaceticus)
- galactoglucopolisacaráidos (Achromobacter spp., Agrobacterium radiobacter, Pseudomonas marginalis, Rhizobium spp. I Zooglea' spp.)
- galactosaminogalactano (Aspergillus spp.)
- gelan (Aureomonas elodea I Sphingomonas paucimobilis)
- glucuronan (Sinorhizobium meliloti)
- N-acetilglucosamina (Staphylococcus epidermidis)
- N-acetil-heparosan (Escherichia coli)
- àcit hialurónico (Estreptococ equi)
- indicán (Beijerinckia indica)
- kefiran (Lactobacillus hilgardii)
- lentinano (Lentinus elodes)
- levano (Alcaligenes viscosus, Zymomonas mobilis, Bacil subtilis)
- pululano (Aureobasidium pullulans)
- escleroglucano (Sclerotium rolfsii, Sclerotium delfinii i Sclerotium glucanicum)
- escizofilano (Schizophylum Comuna)
- stewartan (Pantoea stewartii subsp. stewartii)
- succinoglucano (Alcaligenes faecalis var myxogenes, Sinorhizobium meliloti)
- xantano (Xanthomonas campestris)
- welano (Alcaligenes spp.)
Vore també
[editar | editar còdic]- Matriu extracelular en organismes multicelulares.
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ (2004).Biotechnol. Bioeng..88(5)
- 585–92.doi:10.1002/bit.20241.
- ↑ 2,0 2,1 Erro en la seqüencia d'órdens: no existix el mòdul «Citas».
- ↑ (2002).Emerging Infect. Dis..8(9)
- 881–90.doi:10.3201/eid0809.020063.
- ↑ (2002).Clin. Microbiol. Rev..15(2)
- 167–93.doi:10.1128/CMR.15.2.167-193.2002.
- ↑ Suresh and Mody (2009). «Microbial Exopolysaccharides: Variety and Potential Applications», Microbial Production of Biopolymers and Polymer Precursors, Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-36-3.
- ↑ (2016).Achievements in the Life Sciences.10(2)
- 136–143.doi:10.1016/j.als.2016.11.003.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.146(Supplement C)
- 459–467.doi:10.1016/j.colsurfb.2016.06.039.
- ↑ Welman AD (2009). «Exploitation of Exopolysaccharides from lactic acid bactèria», Bacterial Polysaccharides: Current Innovations and Future Trends, Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-45-5.
- ↑ Ljungh A, Wadstrom T (editors) (2009). Lactobacillus Molecular Biology: From Genomics to Probiotics, Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-41-7.
- ↑ Ullrich M (editor) (2009). Bacterial Polysaccharides: Current Innovations and Future Trends, Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-45-5.
- ↑ 11,0 11,1 (2016).Achievements in the Life Sciences.10(2)
- 136–143.doi:10.1016/j.als.2016.11.003.
- ↑ 12,0 12,1 12,2 Indian Journal of Microbiology.48(1)
- 49–64.ISSN 0046-8991.doi:10.1007/s12088-008-0006-5.
- ↑ 13,0 13,1 13,2 13,3 Chemical Geology.386(Supplement C)
- 115–132.doi:10.1016/j.chemgeo.2014.08.011.
- ↑ 14,0 14,1 14,2 14,3 Applied Microbiology and Biotechnology.100(17)
- 7765–7775.doi:10.1007/s00253-016-7602-9.
- ↑ 15,0 15,1 15,2 Process Biochemistry.46(8)
- 1627–1631.doi:10.1016/j.procbio.2011.05.005.
- ↑ 16,0 16,1 16,2 16,3 PLOS ONE.8(6)
- i67717.ISSN 1932-6203.doi:10.1371/journal.posa.0067717.
Referències
[editar | editar còdic]
- Este artícul conté una traducció derivada de «Sustancias poliméricas extracelulares» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.