Ecophysiological studies Sphaerospermopsis torque-reginae (Cyanobacteria): variations in growth, production of pigments, lipids and peptides

As cianobactérias são organismos que vivem dispersos em ecossistemas aquáticos e fazem parte do fitoplâncton. Quando em ambientes eutrofizados por excesso de nutrientes, crescem de maneira acelerada nas chamadas florações (do inglês blooms), e além de poluírem fisicamente as reservas de água, são capazes de produzir potentes toxinas. Outros metabólitos produzidos pelas cianobactérias tem despertado interesse por seu potencial para aplicação farmacêutica e biotecnológica, que abrangem moléculas como proteínas, peptídeos e lipídeos. Os avanços de técnicas cromatográficas e de espectrometria de massas tem possibilitado estudos mais precisos e amplos de biomoléculas de interesse em organismos como cianobactérias. A espécie Sphaerospermopsis torques-reginae já foi registrada no Brasil, porém existem poucos estudos na literatura sobre metabólitos secundários produzidos por essa espécie, cuja produção de anatoxina-a(s) já foi registrada. A produção de anatoxina-a(s) é de difícil estudo, em razão da inexistência de padrão analítico para quantificá-la e das próprias características da molécula. Neste estudo foi avaliada a influência de fatores ambientais sobre o crescimento, formação de heterócitos e produção de pigmentos de uma linhagem de S. torques-reginae, isolada de um reservatório em Pernambuco, quando foi classificada como Anabaena spiroides e posteriormente reclassificada. Para isso foram utilizadas técnicas tradicionais de mensurações do crescimento e de extração dos compostos de interesse em cultivos com variações da fonte de nitrogênio e da intensidade luminosa. O perfil de ácidos graxos foi avaliado por técnica de GC-MS, avaliando a influência das variáveis luz e nitrogênio. Foram identificados ácidos graxos de interesse para a produção de biodiesel e também ácidos graxos essenciais como o 18:2ω6 e o 18:3ω3. Foi avaliado também o perfil de peptídeos por técnica de MALDI-TOF, focando em massas entre 2 e 20 kDa. Os resultados obtidos neste estudo contribuem para o aumento do conhecimento sobre as cianobactérias brasileiras e sobre a espécie S. torques-reginae, ainda pouco estudada, dando uma visão geral sobre a produção de metabólitos secundários.Cyanobacteria are organisms that live dispersed in aquatic ecosystems and belong to phytoplankton. In environments eutrophized by excess of nutrients, they grow at an accelerated rate in so-called blooms, and in addition to physically pollute water supplies, they are able to produce potent toxins. Other metabolites produced by cyanobacteria has attracted attention for its potential to pharmaceutical and biotechnological applications, comprising molecules such as proteins, peptides and lipids. Advances in chromatographic and mass spectrometry techniques has enabled more accurate and extensive studies of biomolecules of interest in organisms like cyanobacteria. The specie Sphaerospermopsis torques-reginae has been recorded in Brazil, but there are few studies on secondary metabolites produced by this specie, whose production of anatoxin-a(s) has already been registered. The production of anatoxin-a (s) is difficult to study because of the lack of analytical standard to quantify it and because of the characteristics of the molecule. In this study, we evluated the influence of environmental factors on growth, heterocysts differentiation and pigment production in a strain of S. torque-reginae. This strain was isolated from a water reservoir in Pernambuco, Brazi, when it was classified as Anabaena spiroides and subsequently reclassified. We used traditional techniques for growth measurements and extraction of compounds with interest from cultures in differents condtions of nitrogen source and light intensity. The fatty acids profile was evaluated by GC-MS technique, assessing the influence of light and nitrogen variations. We identified fatty acids with interest for biodiesel production. Essential fatty acids such as 18:2ω6 and 18:3ω3 were also identified. We also evaluated the peptides profile by MALDI-TOF technique, focusing on mass range between 2 and 20 kDa. The results reached with this study contribute to increase the knowledge about the brazilian cyanobacterias and about the species S. torques-reginae, still little studied, giving an overview on their metabolites production