ácido Clavulânico

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Produção de ácido clavulânico por via fermentativa utilizando Streptomyces clavuligerus
Discentes:
Amanda Casarim.
Beatriz Santos Costa.
Mayara Bueno.
Nayara Rozam.
Nicole Ramos.
Produção de ácido clavulânico
Ácido clavulânico
(Z)-(2R,5R)-3-(2-hidroxietilideno)-7-oxo-4-oxa-1-azabiciclo(3.2.0)-heptano-2-ácido carboxílico. 
A
B
A
Anel β-lactâmico 
B
Anel oxazolidino
É um ácido carboxílico que possui 2 anéis em sua cadeia.
Inibidor da enzima β-lactamase bacteriana.
Fonte: Adaptado de Rodrigues (2015)
Produção de ácido clavulânico
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Aplicação
Desenvolvido para combater a resistência aos antibióticos β-lactâmicos (enzima β-lactamase).
O ácido clavulânico tem aplicação quando associado à AMOXICILINA e atua se unindo irreversivelmente a enzima β-lactamase (complexo acil-enzima). Promove autodestruição do complexo e protege o antibiótico β-lactâmico da inativação enzimática.
Fonte: Google imagens
Descoberta por volta de 1974-1975 por cientistas britânicos na empresa farmacêutica Beecham.
Produção de ácido clavulânico
Classificação
Subtipos de enzimasβ-lactamases
cefalosporinasesouserino-β-lactamasesgrupo 1
serino-β-lactamasesgrupo 2
metalo-β-lactamasesgrupo 3
Tipos de inibidores de
β-lactamases(não agem sobremetalo-β-lactamases)
ácidoclavulânico
sulbactam
tazobactam
Fonte: Autoras
Tabela 1:
Tabela 2:
Produção de ácido clavulânico
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Agente fermentativo
Bactéria Streptomyces clavuligerus: bactéria Gram-Positiva, pertencente ao grupo dos actinomicetos, morfologicamente semelhante aos fungos filamentosos, mesófilo (30 a 45ºC), aeróbio estrito.
Fonte: Couto, 2012.
Produção de ácido clavulânico
Metabolismo - Streptomyces clavuligerus
Metabolismo primário: enzimas, ácidos orgânicos, etanol, etc.
Metabolismo secundário: 21 metabólitos, entre eles o ÁCIDO CLAVULÂNICO
Fonte: Costa, 2014
Produção de ácido clavulânico
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Meio de cultura
FONTE DE NITROGÊNIO: derivados da soja, tais como farinha de soja, isolado proteico de soja, farelo de soja, etc. IMPORTANTE: essas MP podem gerar formação de amônia no caldo que degrada o produto (melhor condição: concentração inicial de N = 3 g/L na MP).
FONTE DE CARBONO E ENERGIA: o microorganismo não metaboliza carboidratos. Usa-se lipídios e glicerol. IMPORTANTE: glicerol é a melhor fonte, porém altas concentrações degradam o produto, concentração deve ser inferior a 2 % m/v. 
Produção de ácido clavulânico
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Processo de obtenção: I - Inóculo
Fonte: Rodrigues, 2015.
Produção de ácido clavulânico
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Processo de obtenção: I - Inóculo
MEIO UTILIZADO PARA REATIVAÇÃO:
Fonte: Rodrigues, 2015.
Produção de ácido clavulânico
Processo de obtenção: I - Inóculo
Fonte: Rodrigues, 2015.
MEIO UTILIZADO PARA CRESCIMENTO E PRODUÇÃO:
Produção de ácido clavulânico
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Processo de obtenção: II - Fermentação
Tanque convencional de 5 L com agitação e aerado.
Produção descontínua (em batelada) com um único inóculo;
Velocidade de agitação de 800 rpm, vazão específica de 0,5 vvm;
Temperatura estável de 27ºC e o pH ideal de 6,7.
Fonte: Ferreira, 2014
Produção de ácido clavulânico
Processo de obtenção: III - Recuperação
PRODUTO
REMOÇÃO DE CÉLULAS
FILTRAÇÃO
CENTRIFUGAÇÃO
Produção de ácido clavulânico
Processo de obtenção: III - Recuperação
FILTRADO
RECUPERAÇÃO DO ÁCIDO CLAVULÂNICO
EXTRAÇÃO
LÍQUIDO- LÍQUIDO
EXTRAÇÃO COM SOLVENTES ORGÂNICOS:
Acetato de etila;
Metil-etil-cetona + Acetato de etila (150/150).
PROCEDIMENTO:
Acidifica-se o filtrado com H2SO4 (1 mol L-1) até pH 2;
Submete-se ao contato com o solvente e se extrai o fármaco;
Evapora-se o solvente orgânico.
Produção de ácido clavulânico
A produção de ácido clavulânico é ainda alvo de muitas pesquisas, pois o processo convencional é caro, utiliza de meios de cultura complexos e a concentração de produto obtido é pequena.
Principais alvos de estudos: produção em sistemas de duas fases aquosas (permite produzir e extrair num mesmo processo) e desenvolvimento de linhagens geneticamente modificadas.
Conclusão
Produção de ácido clavulânico
Referências
ALVES ORTIZ, Sheila Cristiane. Estudo da produção de ácido clavulânico clavulânico por Streptomyces clavuligerus em diferentes concentrações de lipídios e fontes complexas de nitrogênio. 2005. 
COSTA, Cecília Ladeira Lopes et al.. Estratégias para melhoria da produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus. 2014.
COUTO, Vanessa Régia Francisco. Produção e extração de Ácido clavulânico por Streptomyces sp. DPUA 1542 isolado de liquens da Região Amazônica em fermentação extrativa por sistema de duas fases aquosas. 2012.
DA SILVA RODRIGUES, Kaio. Estudo da influência do pH e da temperatura na produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus em biorreator convencional. 2015. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de São João del-Rei.
MANCILHA, Mariane de A. et al. Otimização da etapa de extração do ácido clavulânico presente no caldo de fermentação utilizando misturas de solventes. Quim. Nova, v. 37, n. 8, p. 1335-1341, 2014.
PINELLI, Juliana Junqueira et al. Determinação do ph e temperatura ótimos para a produtividade do ácido clavulânico utilizando o Streptomyces clavuligerus atcc 27064. Revista Mundi Engenharia, Tecnologia e Gestão (ISSN: 2525-4782), v. 2, n. 2, 2017.
Produção de ácido clavulânico