{"id":80,"date":"2010-04-24T10:32:18","date_gmt":"2010-04-24T13:32:18","guid":{"rendered":"http:\/\/scienceblogs.com.br\/quimicaviva\/2010\/04\/algas_de_sushis_so_sao_digerid\/"},"modified":"2010-04-24T10:32:18","modified_gmt":"2010-04-24T13:32:18","slug":"algas_de_sushis_so_sao_digerid","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.blogs.unicamp.br\/quimicaviva\/2010\/04\/24\/algas_de_sushis_so_sao_digerid\/","title":{"rendered":"Algas de sushis s\u00f3 s\u00e3o digeridas por japoneses"},"content":{"rendered":"
Algas marinhas s\u00e3o plantas primitivas que diferem significativamente das plantas terrestres por v\u00e1rios motivos. Um deles \u00e9 que todas (ou quase todas) as plantas terrestres apresentam lignina, um pol\u00edmero tridimensional extremamente complexo, associada \u00e0 celulose na parede das c\u00e9lulas vegetais. A lignina confere rigidez \u00e0 parede celular das plantas terrestres, e forma boa parte da casca das \u00e1rvores. J\u00e1 as algas cont\u00e9m polissacar\u00eddeos complexos, em particular polissacar\u00eddeos sulfatados, que n\u00e3o est\u00e3o presentes nas plantas superiores.<\/p>\n

Os polissacar\u00eddeos das algas marinhas s\u00e3o de enorme import\u00e2ncia econ\u00f4mica. A carragenana (ou carragenina), por exemplo, entra na composi\u00e7\u00e3o de v\u00e1rios alimentos, como sorvetes, cerveja, pat\u00eas, leite de soja, alimentos para animais de estima\u00e7\u00e3o, al\u00e9m de estar presente tamb\u00e9m em pastas de dentes e shampoos. Estes polissacar\u00eddeos s\u00e3o degradados por algumas esp\u00e9cies de bact\u00e9rias marinhas heterotr\u00f3ficas, que produzem CAZimas (Carbohydrate Active Enzymes, CAZymes, enzimas que degradam carboidratos).<\/p>\n

Algumas algas marinhas s\u00e3o atualmente muito consumidas em todo o mundo. Principalmente a alga nori<\/b><\/a> (do g\u00eanero Porphyra<\/i>), utilizada na prepara\u00e7\u00e3o dos sushis. Outras algas marinhas que entram na alimenta\u00e7\u00e3o dos japoneses s\u00e3o: a alga wakame<\/b><\/a> (Undaria<\/i>), que \u00e9 utilizada principalmente na prepara\u00e7\u00e3o de sopas; kombu<\/b><\/a> (Laminaria japonica<\/i>), uma alga bastante consistente, dif\u00edcil de mastigar, que \u00e9 utilizada na prepara\u00e7\u00e3o de pratos como o feij\u00e3o azuki, em sopas, ou seca como snack (salgadinho); e hiziki<\/b><\/a> (Hijikia fusimorme<\/i>), uma alga pequena, de sabor muito pronunciado, utilizada na prepara\u00e7\u00e3o de saladas, ou de refogados com outros alimentos. Al\u00e9m dos japoneses em geral, as algas marinhas s\u00e3o muito utilizadas na dieta macrobi\u00f3tica, introduzida no Brasil por Tomio Kikuchi h\u00e1 quase 50 anos. O consumo regular de algas na alimenta\u00e7\u00e3o \u00e9 extremamente ben\u00e9fico para a sa\u00fade, j\u00e1 que elas cont\u00e9m uma enorme variedade de sais minerais, ausente na maioria dos alimentos de origem terrestre. Al\u00e9m disso, j\u00e1 foram isoladas subst\u00e2ncias qu\u00edmicas de algas que diminuem a press\u00e3o sangu\u00ednea. O consumo regular de algas \u00e9 recomendado para melhorar a sa\u00fade da pele, do cabelo e das unhas.<\/p>\n

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Por\u00e9m, o problema do consumo de algas \u00e9 a digest\u00e3o dos polissacar\u00eddeos sulfatados, j\u00e1 que estes polissacar\u00eddeos apresentam estruturas complexas e muito est\u00e1veis, devido \u00e0 presen\u00e7a de grupos sulfato. Zobellia galactanivorans<\/i> \u00e9 uma bact\u00e9ria marinha associada \u00e0 alga vermelha Delesseria sanguinea<\/i> (Rhodophyceae) que degrada \u00e1gar (outro polissacar\u00eddeo de algas) e carragenanas. O genoma de Z. galactanovirans<\/i> foi seq\u00fcenciado e apresentou genes que codificam a s\u00edntese de cinco prote\u00ednas (Zg1017, Zg2600, Zg3376, Zg3628 e Zg3640) que s\u00e3o \u201cparentes distantes\u201d de outras enzimas, que tamb\u00e9m degradam \u00e1gar (\u00df-agarases) e carragenanas (\u00df-carragenases). Estas cinco prote\u00ednas s\u00e3o enzimas que apresentam o mesmo s\u00edtio ativo (o lugar da prote\u00edna respons\u00e1vel pela a\u00e7\u00e3o catal\u00edtica que a enzima exerce) de enzimas da fam\u00edlia hidrolase glicos\u00eddica GH16.<\/p>\n

De forma a caracterizar estas enzimas, pesquisadores da Universit\u00e9 Pierre e Marie Curie (Paris, Fran\u00e7a) clonaram os genes extra\u00eddos de Z. galactanivorans<\/i> em outra bact\u00e9ria, Escherichia coli<\/i> (o grande \u201ccuringa\u201d da biologia molecular e da microbiologia). Ap\u00f3s a clonagem e o crescimento de E. coli<\/i> contendo os genes, os pesquisadores testaram a atividade hidrol\u00edtica de E. coli<\/i> clonada em agarose e k-carragenana. Nada. Nenhuma atividade enzim\u00e1tica foi observada. Assim, extra\u00edram outros polissacar\u00eddeos de outras algas, e utilizaram estes para testar as linhagens de E. coli<\/i> clonadas. As linhagens de E. coli<\/i> que produziram as enzimas Zg2600 e Zg1017 mostraram atividade hidrol\u00edtica sobre polissacar\u00eddeos de algas n\u00e3o-comerciais, e produziram o a\u00e7\u00facar alfa-L-galactopiranose-6-sulfato. As enzimas Zg2600 e Zg1017 s\u00e3o, desta forma, as primeiras enzimas caracterizadas como \u00df-porphyranases (que degradam polissacar\u00eddeos de algas nori, Porphyra<\/i>), e foram chamadas de PorA (Zg2600) e PorB (Zg1017).<\/p>\n

Os autores do estudo conseguiram cristalizar e analisar as estruturas cristalinas destas duas prote\u00ednas utilizando an\u00e1lise por difra\u00e7\u00e3o de raios-X.<\/p>\n

Ap\u00f3s caracterizar estas enzimas, os pesquisadores pesquisaram as estruturas destas \u00df-porphyranases em um banco de dados internacional de prote\u00ednas chamado GenBank. Observaram que as estruturas de PorA e PorB eram parecidas com estruturas de outras prote\u00ednas codificadas por genes presentes em bact\u00e9rias marinhas, com uma exce\u00e7\u00e3o: a bact\u00e9ria Bacteroides plebeius<\/i>, origin\u00e1ria do intestino humano. Apenas seis linhagens desta bact\u00e9ria j\u00e1 foram isoladas, todas da microbiota (comunidade microbiana) de indiv\u00edduos japoneses. A bact\u00e9ria B. plebeius<\/i> cont\u00e9m um gene que codifica para a s\u00edntese da enzima \u00df-agarase, pertencente ao grupo das GH16. Por\u00e9m, o genoma de 24 outras linhagens de Bacteroides <\/i>diferentes n\u00e3o apresenta genes que codificam a s\u00edntese de \u00df-porphyranase ou de \u00df-agarase. Estes genes, que n\u00e3o codificam a s\u00edntese de enzimas do tipo GH16, foram caracterizados de Bacteroides <\/i>isolados, na sua maioria, de indiv\u00edduos humanos ocidentais.<\/p>\n

Ainda mais: genes que codificam a forma\u00e7\u00e3o das enzimas PorA e PorB n\u00e3o foram encontrados em nenhuma linhagem bacteriana de origem terrestre. Logo, os autores verificaram que a presen\u00e7a destes genes, e, consequentemente, destas enzimas, est\u00e1 limitada a bact\u00e9rias associadas a algas da costa do Jap\u00e3o (pois tamb\u00e9m n\u00e3o foram encontradas em bact\u00e9rias oce\u00e2nicas).<\/p>\n

A pr\u00f3xima etapa foi analisar o metagenoma (genoma total) do intestino de 13 volunt\u00e1rios japoneses (me pergunto como isso foi feito… n\u00e3o est\u00e1 claro no artigo). Dentre estes, 7 apresentaram genes que codificam a s\u00edntese de porphyranases. Os autores tamb\u00e9m observaram a presen\u00e7a de tais genes em m\u00e3e e seu beb\u00ea j\u00e1 desmamado, fato que sugere a transmiss\u00e3o vertical (entre gera\u00e7\u00f5es) de Bacteroides plebeius<\/i>. Por outro lado, a an\u00e1lise do metagenoma de 18 indiv\u00edduos norte americanos n\u00e3o indicou, em qualquer caso, a presen\u00e7a de genes que codificam a s\u00edntese de porphyranases ou agarases.<\/p>\n

Ou seja, bact\u00e9rias que produzem  enzimas que degradam polissacar\u00eddeos sulfatados s\u00e3o encontradas somente no intestino de japoneses, mas n\u00e3o de ocidentais. Levando-se em conta que tais enzimas est\u00e3o ausentes no meio terrestre, presume-se que a aquisi\u00e7\u00e3o de bact\u00e9rias que digerem polissacar\u00eddeos de algas \u00e9 relativamente recente dentre os humanos. Considerando-se que as algas marinhas j\u00e1 eram utilizadas como forma de pagamento de impostos no s\u00e9culo XVIII, estas realmente devem ter sido utilizadas desde muito tempo no Jap\u00e3o para que ocorresse a aquisi\u00e7\u00e3o de Bacteroides plebeius<\/i> pelos japoneses. Al\u00e9m disso, a alga nori \u00e9 a \u00fanica fonte poss\u00edvel de polissacar\u00eddeos digeridos por estas enzimas. Ou seja, provavelmente estas bact\u00e9rias devem ter sido adquiridas pelos japoneses atrav\u00e9s do consumo desta alga.<\/p>\n

Ent\u00e3o, voc\u00ea, ocidental, que gosta de comer sushi e outros pratos \u00e0 base de algas, fique sabendo: voc\u00ea N\u00c3O digere os polissacar\u00eddeos destas algas.<\/div>\n

\"ResearchBlogging.org\"<\/a><\/span>Hehemann, J., Correc, G., Barbeyron, T., Helbert, W., Czjzek, M., & Michel, G. (2010). Transfer of carbohydrate-active enzymes from marine bacteria to Japanese gut microbiota Nature, 464<\/span> (7290), 908-912 DOI: 10.1038\/nature08937<\/a><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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