Resumen
La resistencia bacteriana a los antibióticos ha surgido como una crisis a nivel global y es una
de las mayores amenazas para la salud humana, economía y seguridad alimentaria, por lo que se han
buscado alternativas al uso de nuevos fármacos. En el presente trabajo, se realizaron dos estrategias
antimicrobianas: 1) el uso de los Péptidos Antimicrobianos (PAMs) y 2) la biosíntesis de
nanopartículas de plata (AgNPs). Se identificaron PAMs in silico e in vitro en Sorghum bicolor con
presunta actividad antibacteriana. Mediante PCR se identificó y se expresó un PAM similar a Heveina
utlizando como templete ADN de Sorghum bicolor. La funcionalidad antibacteriana del péptido no
fue eficaz a concentraciones inferiores de 14.86 μg/ml contra Staphylococcus aureus y Pseudomonas
auregunosa. Por otro lado, a partir de secuencias proteicas de Glioxalasas de Sorghum bicolor se
diseñaron in silico y se sintetizaron genes quiméricos con antividad antimicrobiana, el cual se espera
sean probados en otros experimentos. En cuando las AgNPs se sintetizaron a partir del extracto acuoso
de la cáscara del fruto de tuna (Opuntia ficus-indica, nombradas como OfAgNP). Las OfAgNP tiene
una morfologia esférica, con tamaño promedio de partícula de 64.28 ± 11.82 nm, estables a
temperatura ambiente, con carga -25.1 ± 0.03 mV y compuestas por un 61.29% de plata. Las
OfAgNPs inhiben el crecimiento de bacterias coliformes presentes en aguas tratadas tales como: E.
coli var 1, E. aerogenes var 1, C. freudi var 2 y de una E. coli atípica y de bacterias mesofílicas
aerobias, a una concentración de 0.5 mg/ml durante 0.5 h. También inhibieron el crecimiento de E.
coli, P. aeruginosa y S. aureus, en un tiempo de 10 min y también en hongos como Aspergillus sp,
Collecotrichum sp y Cladosporium sp desde una concentración de 0.25 mg L-1 a las 24 h. El efecto
tóxico se analizó en Danio rerio y Arabidopsis thaliana. En D. rerio, se observó efectos teratogénicos
y letalidad a partir de 0.5 mg L-1 , mientras que A. thaliana, afectó el crecimiento a concentraciones
elevadas (6.25-100 mg L-1 ).
Abstract
Bacterial resistance to antibiotics has emerged as a global crisis and is one of the greatest threats to
human health, economy and food safety, which is why alternatives to the use of new drugs have been
sought. In the present work, two antimicrobial strategies were carried out: 1) the use of Antimicrobial
Peptides (PAMs) and 2) the biosynthesis of silver nanoparticles (AgNPs). In silico and in vitro PAMs
were identified in Sorghum bicolor with presumed antibacterial activity. A Hevein-like PAM was
identified and expressed by PCR using Sorghum bicolor DNA as a template. The antibacterial
functionality was not effective at concentrations below 14.86 μg/ml against Staphylococcus aureus
and Pseudomonas auregunosa. On the other hand, from protein sequences of Glyoxalases from
Sorghum bicolor, chimeric genes with antimicrobial activity were designed in silico and synthesized,
which is expected to be tested in other experiments. Whereas AgNPs were synthesized from the
aqueous extract of tuna fruit shell (Opuntia ficus-indica, named OfAgNPs). The OfAgNPs have a
spherical morphology, with an average particle size of 64.28 ± 11.82 nm, stable at room temperature,
with a charge of -25.1 ± 0.03 mV and composed of 61.29% silver. The OfAgNPs inhibit the growth
of coliform bacteria present in treated water such as: E. coli var 1, E. aerogenes var 1, C. freudi var
2 and an atypical E. coli and aerobic mesophilic bacteria, at a concentration of 0.5 mg/mL for 0.5.
They also inhibited the growth of E. coli, P. aeruginosa and S. aureus, in a time of 10 min and also
in fungi such as Aspergillus sp, Collecotrichum sp and Cladosporium sp from a concentration of 0.25
mg/mL at 24 hours. h. The toxic effect was analyzed in Danio rerio and Arabidopsis thaliana. In D.
rerio, teratogenic effects and lethality were demonstrated from 0.5 mg/ L-1 , while A. thaliana affected
growth at high concentrations (6.25-100 mg/ L-1 ).
