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Síntesis de Prodigiosina por Serratia marcescens

Dra. Nidia Maradiaga Especialista de Producto Representaciones Médicas Honduras

Serratia marcescens es el principal patógeno en el género Serratia, es bien conocido por la pigmentación roja que produce en el cultivo, debido a la acumulación de la enzima llamada prodigiosina.

Aunque esta pigmentación roja puede ser un factor distintivo, la prodigiosina no está presente en todas las cepas. No se sabe exactamente a que se debe, pero la hipótesis es de que se trata de un producto génico estrictamente regulado. La prodigiosina puede desencadenar una respuesta por parte del sistema inmunológico (anticuerpos y células T), por lo que es posible que la bacteria Serratia marcescens pesente en el cuerpo humano limita la síntesis de prodigiosina y por lo tanto escapa a la detección por del sistema inmunológico. Muchas cepas incluso han perdido la capacidad para producirla del todo.

Hay factores que intervienen en la producción de prodigiosina tales como temperatura, tiempo, oxígeno, la concentración de fosfato (pH) y iones metálicos. Serratia marcescens posee muchas características que establecen que este pigmento debe ser considerado como un metabolito secundario.

La máxima producción del pigmento (prodigiosina) generalmente ocurre después de la multiplicación celular, durante la Fase Estacionaria (células no proliferantes), alcanzando un valor máximo hasta las 96 horas, debido a que esta producción no es necesaria para el metabolismo primario de crecimiento celular y multiplicación se le atribuye al metabolismo secundario.

Tanto las cepas que producen pigmento y aquellas que son incapaces de sintetizar la prodigiosina o algún intermediarios, dan reacciones bioquímicas típicas e idénticas de Serratia marcescens.

Los estudios cinéticos sobre el cultivo de Serratia marcescens muestran que el crecimiento de la bacteria es más lento a temperaturas más bajas, por otro lado la producción máxima de prodigiosina se produce entre los 24-28°c. Cuando los cultivos se incubaron a 27°c produjeron sólo cantidades mínimas de prodigiosina durante la fase logarítmica de crecimiento (fase de multiplicación celular) .

La máxima producción de pigmento se produjo durante la fase estacionaria ( fase en la cual la tasa de crecimiento disminuye como consecuencia del agotamiento de nutrientes y acumulación de productos tóxicos) y la cantidad de pigmento en la bacteria alcanzó su punto máximo después de 5 días de incubación.

Discusión  La Prodigiosina es producida característicamente por las células seniles en fase estacionaria, atribuyendo también a esta producción la intervención de otros factores, ph, oxigeno, disponibilidad de nutrientes, temperatura, tiempo de incubación información genética de la bacteria.  El crecimiento de bacterias y la biosíntesis de pigmentos se presentan en dos diferentes fases las cuales Bu 'Lock denomino trophophase (fase de alimentación) período de crecimiento de las bacterias, y la idiophase (fase individual) período en el cual metabolitos secundarios específicos de cada bacterias se producen.  Ya que la cinética de crecimiento de las cepas pigmentadas y no pigmentadas de Serratia marcescens es idéntica la prodigiosina o producción de pigmento no tiene ninguna función metabólica en la multiplicación celular.

 Debido a que la prodigiosina no está presente en todas las cepas, y que incluso muchas cepas de Serratia marcescens han dejado de producirla, la producción de esta no debe de ser una prueba de identificación definitiva.  La identificación de un aislamiento bacteriano debe realizarse utilizando diferentes combinaciones de características y diferentes criterios en la evaluación de similitudes. Se deben emplear pruebas o ensayos bioquímicos, para demostrar en forma clara una determinada característica bioquímica como presencia o ausencia de una determinada actividad enzimática, grupo de enzimas o determinada vía metabólica, crecimiento a una determinada temperatura, o crecimiento en presencia de inhibidores existen otras pruebas bioquímicas que ayudan a la identificación de Serratia marcescens como ser el rojo de metilo, Voges-Proskauer, utilización de lactosa, utilización de glucosa, producción de gas, utilización de nitrato, utilización de citrato, descarboxilasa. Referencia: http://www.microinmuno.qb.fcen.uba.ar/SeminarioPruebasBioquimicas.htm. Bergey's Manual of Determinative Bacteriology Appl Microbiol. 1973 March; 25(3): 396–402, Biosynthesis of Prodigiosin, a Secondary Metabolite of Serratia marcescens Robert P. Williams, Department of Microbiology, Baylor College of Medicine, Houston, Texas 77025 Journal of Pharmacy Research, Vol 2, No 4 (2009), Production of prodigiosin from Serratia marcescens and its Cytotoxicity activity, Dharumaduari Dhanasekaran Hubbard, R., and C. Rimington. 1950. The biosynthesis of prodigiosin, the tripyrrylmethene pigment fromBacillus prodigiosus (Serratia marcescens). Biochem.J. 46:220-225. BU'LOCK JD. Intermediary metabolism and antibiotic synthesis. Adv Appl Microbiol. 1961;3:293–342. PubMed