Saccharopolyspora
Saccharopolyspora é um género de bactérias Gram-positivas pertencente à família Pseudonocardiaceae, ordem Pseudonocardiales e filo Actinomycetota. Os membros deste género são actinomicetos filamentosos aeróbios caracterizados pela formação de micélio ramificado e cadeias de esporos envoltas por bainhas distintas.Lacey J, Goodfellow M. A Novel Actinomycete from Sugar-cane Bagasse: Saccharopolyspora hirsuta gen. et sp. nov. Journal of General Microbiology. 1975.
O género possui elevada relevância biotecnológica devido à sua capacidade de produzir metabolitos secundários com aplicações farmacêuticas e agrícolas. Entre estes destacam-se a eritromicina, produzida por Saccharopolyspora erythraea, e as espinosinas, produzidas por Saccharopolyspora spinosa.Roberts DJ. Erythromycin. Encyclopedia of Toxicology. 2014.
Taxonomia
O género Saccharopolyspora foi descrito por John Lacey e Michael Goodfellow em 1975, tendo como espécie-tipo Saccharopolyspora hirsuta, isolada a partir de bagaço de cana-de-açúcar.Lacey J, Goodfellow M. A Novel Actinomycete from Sugar-cane Bagasse: Saccharopolyspora hirsuta gen. et sp. nov. Journal of General Microbiology. 1975.
Atualmente, o género integra diversas espécies distribuídas em ambientes terrestres, marinhos, agrícolas e industriais, sendo classificado na família Pseudonocardiaceae.Nouioui I, Carro L, García-López M, et al. Genome-based taxonomic classification of the phylum Actinobacteria. Frontiers in Microbiology. 2018;9:2007.
Filogenia
O género Saccharopolyspora pertence à família Pseudonocardiaceae, um grupo de actinobactérias caracterizado pela elevada percentagem de guanina e citosina (G+C) no ADN e pela formação de estruturas filamentosas semelhantes às dos fungos.
Estudos filogenéticos baseados em sequências do gene 16S rRNA e análises genómicas completas demonstraram que Saccharopolyspora constitui um grupo monofilético dentro da família Pseudonocardiaceae.Nouioui I, Carro L, García-López M, et al. Genome-based taxonomic classification of the phylum Actinobacteria. Frontiers in Microbiology. 2018;9:2007.
A espécie-tipo do género é Saccharopolyspora hirsuta, descrita por Lacey e Goodfellow em 1975 e considerada a referência taxonómica para a definição do grupo.Lacey J, Goodfellow M. A Novel Actinomycete from Sugar-cane Bagasse: Saccharopolyspora hirsuta gen. et sp. nov. Journal of General Microbiology. 1975.
As análises filogenéticas indicam que Saccharopolyspora apresenta proximidade evolutiva com os géneros Amycolatopsis, Pseudonocardia, Actinokineospora e Kibdelosporangium, partilhando com estes diversas características morfológicas e bioquímicas.Nouioui I, Carro L, García-López M, et al. Genome-based taxonomic classification of the phylum Actinobacteria. Frontiers in Microbiology. 2018;9:2007.
Estudos filogenómicos recentes sugerem revisões taxonómicas dentro do género, incluindo a sinonimização de Saccharopolyspora spinosporotrichia com Saccharopolyspora erythraea e de Saccharopolyspora subtropica com Saccharopolyspora thermophila, demonstrando a importância crescente da genómica comparativa na sistemática bacteriana moderna.Dif G, Djemouai N, Meklat A, Zitouni A. A whole-genome study suggests a taxonomic rearrangement of Saccharopolyspora subtropica as a later heterotypic synonym of Saccharopolyspora thermophila and Saccharopolyspora spinosporotrichia as a later heterotypic synonym of Saccharopolyspora erythraea. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology. 2025;75(3).
Características
As espécies de Saccharopolyspora apresentam diversas características comuns:
Bactérias Gram-positivas. Crescimento filamentoso semelhante ao dos fungos. Formação de micélio vegetativo e aéreo. Produção de cadeias de esporos frequentemente envolvidas por bainhas ornamentadas. Parede celular contendo ácido meso-diaminopimélico, arabinose e galactose (quimiotipo IV). Elevado teor de guanina e citosina (G+C) no ADN.Mertz FP, Yao RC. Saccharopolyspora spinosa sp. nov. isolated from soil collected in a sugar mill rum still. International Journal of Systematic Bacteriology. 1990;40(1):34–39.
As colónias apresentam frequentemente coloração branca, creme, amarela ou rosada, dependendo da espécie e das condições de cultivo. Muitas espécies são aeróbias estritas e encontram-se amplamente distribuídas em solos, resíduos vegetais, ambientes marinhos, lagos salinos e tecidos vegetais endofíticos.Lacey J, Goodfellow M. A Novel Actinomycete from Sugar-cane Bagasse: Saccharopolyspora hirsuta gen. et sp. nov. Journal of General Microbiology. 1975.
Os seus genomas são relativamente extensos quando comparados com os de muitas bactérias, refletindo uma elevada capacidade metabólica para a biossíntese de compostos naturais complexos.Cortés J, Haydock SF, Roberts GA, Bevitt DJ, Leadlay PF. An unusually large multifunctional polypeptide in the erythromycin-producing polyketide synthase of Saccharopolyspora erythraea. Nature. 1990;348:176–178.
Os genomas das espécies de Saccharopolyspora apresentam numerosos agrupamentos génicos biossintéticos (biosynthetic gene clusters), refletindo a sua capacidade para produzir uma grande diversidade de metabolitos secundários, incluindo antibióticos, compostos antifúngicos, inseticidas naturais, enzimas industriais e outras moléculas bioativas de interesse farmacêutico e biotecnológico.Oliynyk M, Samborskyy M, Lester JB, et al. Complete genome sequence of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea NRRL23338. Nature Biotechnology. 2007.
Esta diversidade metabólica tem despertado crescente interesse científico, tornando o género uma importante fonte para a descoberta de novos produtos naturais com potencial aplicação na medicina, agricultura e indústria biotecnológica.Oliynyk M, Samborskyy M, Lester JB, et al. Complete genome sequence of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea NRRL23338. Nature Biotechnology. 2007.
Espécies
Segundo a List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature (LPSN), o género Saccharopolyspora inclui mais de trinta espécies validamente publicadas.LPSN – Genus Saccharopolyspora.
Espécie Ano Característica relevante Saccharopolyspora hirsuta 1975 Espécie-tipo do género; isolada de bagaço de cana-de-açúcar Saccharopolyspora erythraea 1987 Produtora da eritromicina Saccharopolyspora spinosa 1990 Produtora das espinosinas (espinosade) Saccharopolyspora rectivirgula 1989 Associada à Doença do Pulmão do Agricultor Saccharopolyspora taberi 1989 Isolada de ambientes agrícolas Saccharopolyspora thermophila 1989 Espécie termofílica Saccharopolyspora rosea 2001 Colónias de coloração rosada Saccharopolyspora cebuensis 2000 Isolada de solo tropical das Filipinas Saccharopolyspora endophytica 2013 Endófita associada a plantas Saccharopolyspora flava 2008 Produz pigmentação amarela Saccharopolyspora gloriosae 2007 Associada à planta Gloriosa superba Saccharopolyspora gregorii 2008 Isolada de ambiente desértico Saccharopolyspora halophila 2007 Halófila moderada Saccharopolyspora hirudinis 2014 Isolada de sanguessugas medicinais Saccharopolyspora jiangxiensis 2008 Isolada de solo da província chinesa de Jiangxi Saccharopolyspora jiangxiensis subsp. jiangxiensis 2008 Subespécie nominal Saccharopolyspora jiangxiensis subsp. glaucopurpurea 2008 Produção característica de pigmentação púrpura Saccharopolyspora lacisalsi 2009 Isolada de lago salino Saccharopolyspora marina 2009 Isolada de ambiente marinho Saccharopolyspora qijiaojingensis 2009 Proveniente de solos salinos da China Saccharopolyspora mangrovi 2011 Associada a ecossistemas de mangal Saccharopolyspora pathumthaniensis 2010 Isolada na Tailândia Saccharopolyspora shandongensis 2010 Isolada de sedimentos costeiros Saccharopolyspora spongiae 2011 Isolada de esponjas marinhas Saccharopolyspora coralli 2019 Associada a corais marinhos Saccharopolyspora terrae 2018 Isolada de solo Saccharopolyspora antimicrobica 2018 Potencial produtora de compostos antimicrobianos Saccharopolyspora halotolerans 2012 Tolerante a elevadas concentrações salinas Saccharopolyspora aidingensis 2009 Isolada de solos áridos da região de Aiding Saccharopolyspora gansuensis 2009 Isolada da província chinesa de Gansu Saccharopolyspora tripterygii 2016 Endófita da planta medicinal Tripterygium wilfordii Saccharopolyspora dendranthemae 2014 Associada ao crisântemo (Dendranthema) Saccharopolyspora zhengzhouensis 2013 Isolada de solo agrícola chinês Saccharopolyspora lacustris 2015 Isolada de ambiente lacustre Saccharopolyspora phatthalungensis 2017 Isolada de solo tropical da Tailândia Saccharopolyspora punica 2016 Associada à romãzeira (Punica granatum) Saccharopolyspora rhizosphaerae 2017 Isolada da rizosfera de plantas Saccharopolyspora yunnanensis 2017 Isolada da província chinesa de Yunnan Importância biotecnológica
A importância biotecnológica do género Saccharopolyspora resulta da sua extraordinária capacidade para produzir metabolitos secundários biologicamente ativos. Estes compostos são sintetizados através de complexos agrupamentos génicos biossintéticos que permitem a produção de moléculas com aplicações farmacêuticas, agrícolas e industriais.Oliynyk M, Samborskyy M, Lester JB, et al. Complete genome sequence of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea NRRL23338. Nature Biotechnology. 2007.
Além da produção de eritromicina e espinosinas, espécies do género Saccharopolyspora têm sido reconhecidas como uma fonte promissora de novos produtos naturais bioativos, incluindo antibióticos, compostos antifúngicos, moléculas com potencial atividade antitumoral, enzimas industriais e diversos metabolitos de interesse farmacêutico.Procópio RE, Silva IR, Martins MK, Azevedo JL, Araújo JM. Antibiotics produced by Streptomyces. Brazilian Journal of Infectious Diseases. 2012.
A diversidade ecológica das espécies do género, encontradas em solos, ambientes marinhos, lagos salinos, mangais e associações endofíticas com plantas, contribui para a diversidade química dos compostos produzidos. Esta característica tornou Saccharopolyspora um importante alvo de programas de prospeção biotecnológica destinados à descoberta de novos fármacos e agentes de controlo biológico.Nouioui I, Carro L, García-López M, et al. Genome-based taxonomic classification of the phylum Actinobacteria. Frontiers in Microbiology. 2018;9:2007. Produção de eritromicina
Saccharopolyspora erythraea é a produtora natural da eritromicina, um antibiótico macrólido amplamente utilizado no tratamento de infeções bacterianas. A espécie foi inicialmente descrita como Streptomyces erythraeus, sendo posteriormente reclassificada no género Saccharopolyspora.Labeda DP. Transfer of the type strain of Streptomyces erythraeus to the genus Saccharopolyspora as Saccharopolyspora erythraea sp. nov. International Journal of Systematic Bacteriology. 1987.
A descoberta da eritromicina remonta a 1949, quando o médico filipino Abelardo Aguilar recolheu amostras de solo em Iloilo, Filipinas. As amostras foram enviadas para os laboratórios da Eli Lilly, onde a equipa liderada por James McGuire isolou a bactéria produtora do antibiótico. O medicamento foi lançado comercialmente em 1952 sob a designação Ilosone.Roberts DJ. Erythromycin. Encyclopedia of Toxicology. 2014.
A eritromicina serviu posteriormente de base ao desenvolvimento de derivados semi-sintéticos como a claritromicina e a azitromicina.
A sequenciação completa do genoma de S. erythraea revelou uma notável diversidade de vias biossintéticas para policétidos e outros compostos bioativos.Oliynyk M, Samborskyy M, Lester JB, et al. Complete genome sequence of the erythromycin-producing bacterium Saccharopolyspora erythraea NRRL23338. Nature Biotechnology. 2007.
Produção de espinosinas