Bioprospección de péptidos sintetizados ribosómicamente y modificados postraduccionalmente mediante la caracterización genómica de una novedosa cepa probiótica Lactiplantibacillus plantarum UTNGt21A: una prometedora fábrica natural de antimicrobianos

Abstract

El presente trabajo describe la secuenciación y caracterización del genoma de una nueva cepa de Lactiplantibacillus plantarum asignada UTNGt21A aislada de frutos silvestres de Solanum quitoense (L.). El análisis in silico ha permitido identificar una amplia gama de clústeres génicos biosintéticos (BGCs) y compuestos metabólicos. El genoma tenía un total de 3.558.611 pb con una GC del 43,96%, albergando 3.449 genes codificadores de proteínas, de los cuales 3.209 fueron asignados por la base de datos EggNOG, y 240 proteínas hipotéticas no coinciden en la base de datos BLASTN. También contiene 68 ARNt, 1 ARNr 23S, 1 ARNrRN16S, 6 ARNrRN1S 5S y 1 ARNt. Además, no se predijeron genes de resistencia adquiridos, ni virulencia ni factores patógenos, lo que indica que UTNGt21A es una cepa segura. Se predijeron tres áreas de interés (AOI) que consisten en múltiples genes codificando bacteriacinas y transportadores ABC con BAGEL4, mientras que ocho regiones secundarias de metabolitos se predijeron con la herramienta web antiSMASH. El análisis GutSMASH predijo que un grupo génico metabólico (MGC) tipo piruvato se transformó en acetato-formiato, una región metabolita primaria esencial para el crecimiento anaerobio. Se detectaron varios lantíptidos y agrupaciones de síntesa peptídica no ribosómica (NRPS) en el UTNGt21A, pero no los genomas de referencia, lo que sugiere que su diversidad genómica podría estar vinculada a su linaje específico de nicho y a su adaptación a un entorno específico. Además, la aplicación de una herramienta dirigida de minería genómica (RiPPMiner) descubrió un arsenal diverso de moléculas antimicrobianas importantes como los lantíptidos. Además, el análisis in vitro indicó que el extracto crudo (CE) de UTNGt21A ejercía un amplio espectro de inhibición contra varios patógenos. Los resultados indicaron que el posible extracto de proteína peptídica (PC) de UTNGt21A induce cambios morfológicos y ultraestructurales de Salmonella enterica subsp. enterica ATCC51741, compatibles con su potencial inhibitorio. La caracterización del genoma es la base para estudios in vitro e in vivo adicionales para explorar su uso como productores de antimicrobianos o cepas probióticas.