Prospecção de sideróforos do tipo hidroxamato e quinona para terapia de sobrecarga de ferro / Prospection of hydroxamate and quinone-type siderophores for iron overload chelation therapy

A sobrecarga de ferro é uma condição prejudicial para os pacientes, que apresentam uma diminuição significativa na qualidade de vida. Os fármacos quelantes são moléculas que têm capacidade de uso clínico para atuar como atenuadores da sobrecarga de metais. Neste trabalho apresentamos uma análise de sideróforos do tipo hidroxamato e quinona, com o objetivo de ampliar a gama de terapia de sobrecarga de ferro. Para cada composto foi realizado um ensaio competitivo com a sonda calce- ína para verificar a capacidade de ligação do ferro, e um ensaio antioxidante baseado na supressão da oxidação dependente de ferro da dihidrorrodamina (DHR) sob ascorbato. Foi observado que o hidroxamato cíclico piridoxatina apresentou capacidade de sequestrar ferro de substratos de alta afinidade, tanto em meio tamponado quanto em meio intracelular. Em ambas as situações também se mostrou um antioxidante eficiente. Entretanto, parece ser o mais tóxico do grupo dos hidroxamatos (que ainda continha o hidroxamato linear desferricoprogênio e o aromático desferriastercromo). Outros compostos naturais também foram estudados como possíveis candidatos a fármacos para sobrecarga de ferro. Complexos de ferro foram caracterizados por espectrofotometria para avaliar a estequiometria possível, considerando os sítios de ligação para cada composto. Ensaios de fluorescência revelaram que entre os quatro compostos em estudo (ácido clorogênico, lapachol, hemateína e hematoxilina), o complexo entre ferro e hemateína apresenta maior estabilidade relativa do que outros

Iron overload is a harmful condition for patients, who have a significant decrease in life quality. Chelating drugs are molecules that have the capacity for clinical use to act as attenuators of metal overload. In this work we present an analysis of hydroxamate and quinone-type siderophores, intending to broaden the range of iron overload therapy. For each compound it was conducted a competitive assay with the fluorescent probe calcein to verify the iron binding ability, and an antioxidant assay based on suppression of the iron-dependent oxidation of dihydrorhodamine (DHR) under ascorbate. It was observed that cyclic hydroxamate pyridoxatin displayed good ability to scavenge iron from high affinity substrates both in buffer and in intracellular medium. It was also an efficient antioxidant in both setups. However, pyridoxatin seems to be the most toxic from the hydroxamate group (composed also by the linear desferricoprogen and the aromatic desferriasterchrome). Other natural compounds have also been studied as possible candidates for iron-overload drug therapy. Iron complexes were characterized by spectrophotometry to assess the possible stoichiometry considering the binding sites for each compound. Fluorescence assays revealed that among the four compounds in study (chlorogenic acid, lapachol, hematein and hematoxylin), the complex between iron and hematein has higher relative stability than others

Evaluation and biochemical characterization of a distinctive pyoverdin from a pseudomonas isolated from chickpea rhizosphere

Microbial siderophores confiscate the available ferric ions around the roots and trigger a reaction resulting in plant growth promotion. In our study, a high level of siderophore production was observed from a newly isolated Pseudomonas sp. from the rhizosphere of Chickpea plants. Under an iron depleted condition in Standard Succinic acid medium a 1000 µgmL-1 of siderophore production was achieved. Increasing the concentration of iron showed an inverse relationship between growth and siderophore production. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analysis of the purified crystals, its UV spectral analysis and High Pressure Liquid Chromatography (HPLC) revealed the identity of the siderophore as similar to that of pyoverdin with distinctive characters. Electron spray ionization mass spectroscopy (ESIMS) shows presence of abundance of A1 ions (419 m/z) and branching of amino acids from B1-B5. This pyoverdin contains a cyclic tetra peptide but Serine and Arginine are missing. Based on our analysis and deviations from the reported structure of pyoverdin it is suggested that this pseudomonas produces distinctly characterized pyoverdin siderophore.

The exploration of the antibacterial mechanism of fe3+ against bacteria

This study demonstrated that the bacteria could adsorb Fe3+ and reduce Fe3+ to Fe2+. Iron had significant bacteriostatic effects, which were directly proportional to the iron concentration and under the influence of pH and chelator. It presumed that the inhibition of Fe3+ acts through the formation of hydroxyl free radicals.

Rhizosphere competent Mesorhizobiumloti MP6 induces root hair curling, inhibits Sclerotinia sclerotiorum and enhances growth of Indian mustard (Brassica campestris)

The bacterial strain Mesorhizobium loti MP6, isolated from root nodules of Mimosa pudica induced growth and yield of Brassica campestris. The isolate MP6 secreted hydroxamate type siderophore in Chrom-Azurol Siderophore (CAS) agar medium. Production of hydrocyanic acid (HCN), indole acetic acid (IAA) and phosphate solubilizing ability was also recorded under normal growth conditions. Root hair curling was observed through simple glass-slide technique. In vitro study showed a significant increase in population of M. loti MP6 in rhizosphere due to root exudates of B. campestris. In dual culture technique the strain showed a strong antagonistic effect against Sclerotinia sclerotiorum, a white rot pathogen of Brassica campestris. The growth of S. sclerotiorum was inhibited by 75 percent after prolonged incubation. Efficient root colonization of mustard seedlings was confirmed by using a streptomycin-resistant marker M. loti MP6strep+. The M. loti MP6 coated seeds proved enhanced seed germination, early vegetative growth and grain yield as compared to control. Also, a drastic decline (99 percent) in the incidence of white rot was observed due to application of M. loti MP6.

A cepa bacteriana Mesorhizobium loti MP6 isolada de nódulos de raiz de Mimosa pudica induziu o crescimento e o rendimento de Brassica campestris. A cepa MP6 secretou sideróforo do tipo hidroxamato em meio sólido Chrom-Azurol Siderophore (CAS). Em condições normais de crescimento, a cepa foi também capaz de produzir de ácido cianídrico (HCN) e acido indolacético (AIA) e solubilizar fosfato. O encurvamento do pelo da raiz foi observado usando a simples técnica de lâmina e lamínula. Estudos in vitro mostraram um aumento significativo na população de M. loti MP6 na rizosfera devido aos exsudatos de B. campestris. Empregando-se técnica de co-cultura, a cepa mostrou um grande efeito antagônico contra o fungo Sclerotinia sclerotiorum, o patógeno da podridão branca de Brassica campestris. Após incubação prolongada, o crescimento de S. sclerotiorum foi inibido em 75 por cento. Uma eficiente colonização de sementes de mostarda foi confirmada pelo emprego da linhagem M. loti MP6strep+ que contém um marcador de resistência à estreptomicina. As sementes cobertas com M. loti MP6 apresentaram aumento da sua germinação,crescimento vegetativo rápido e melhor rendimento quando comparadas ao controle. Além disso, foi observado um drástico declínio na incidência da podridão branca decorrente da aplicação de M. loti MP6.

La incorporación de metales pesados en las bacterias y su importancia para el ambiente / The incorporation of heavy metal in the bactery and its importance for the environmental

Los metales pesados se han identificado como una clase reciente de contaminantes. Las bacterias por su parte, desempeñan un importantísimo papel como organismos modificadores de los ecosistemas, Esta revisión busca exclarecer los mecanismos de entrada de metales en las bacterias y la importancia toxicológica de dichos metales. Las interacciones bacteria-metal son conocidas y pueden ocurrir extracelularmente, en la superficie bacteriana, ó a nivel intracelular. Extracelularmente, se conocen el papel que desempeñan los microorganismos en la movilización de metales y la secreción de compuestos orgánicos de bajo peso molecular con alta afinidad por los metales conocidos como sideróforos. Las inteacciones de un metal dado con la superficie celular dependen del tipo de bacteria, ya que el metal interactúa con los grupos específicos cargados negativamente en cada una de ellas. A nivel intracelular, como consecuencia de la acumulación del metal, ocurren transformaciones enzimáticas ó la síntesis de proteínas específicas (metalotioninas). En general, las interacciones bacteria-metal se producen por una serie de eventos que se inician fuera del entorno celular, y finalizan intracelularmente. Estos eventos pueden ocurrir en secuencia o no, y las características de cada uno de ellos depende de la bacteria considerada, el compartimiento en el cual ocurre, y el tipo y especie química del metal

Iron and infection: siderophores

Iron is required by virtually all organisms to grow. Although there is plenty of iron present in the body fluids of vertebrates, the amounts of free iron, which might be readily available to bacteria, is extremely small. Specific high-affinity transport systems for the uptake of ferric iron enable pathogenic bacteria to compete successfully with other bacteria with host mechanisms to sequester iron