Potencial Biotecnológico de los compuestos orgánicos volátiles (COVs) microbianos

Abstract

Los hongos, las bacterias y las plantas producen mezclas de compuestos a base de carbono en fase gaseosa llamados compuestos orgánicos volátiles (COVs), que debido a sus características y propiedades como bajo peso molecular, tamaño pequeño y una parte lipofílica, pueden difundirse a través del agua, la atmosfera y el suelo. Los COVs fúngicos y bacterianos pueden ser producidos por vías del metabolismo central y secundario. Los principales COVs microbianos son hidrocarburos, ácidos, alcoholes, aldehídos, compuestos aromáticos, cetonas, terpenos, tioles y sus derivados. Muchos COVs desempeñan funciones ecológicas importantes como atracción, defensa, comunicación, señalización y respuesta metabólica entre diversos microorganismos, insectos y plantas. Además, son utilizados en la industria como aromáticos sintéticos en alimentos, perfumes y cosméticos. Recientemente, se ha estudiado el uso de los COVs en aplicaciones biomédicas al producir compuestos volátiles característicos que pueden servir como biomarcadores de diferentes enfermedades como el cáncer y la diabetes. También, se ha sugerido el uso de COVs como bio-control de patógenos de plantas, en el área de biocombustibles y la mico-fumigación. El estudio de los COVs ha venido cambiando a medida que se implementan nuevas tecnologías para su detección, en la mayoría de los estudios se hace uso de la cromatografía de gases acoplado a espectrometría de masas (GC--MS) para la determinación e identificación de COVs. Los COVs han venido ganando importancia debido a su amplia funcionalidad y aplicabilidad en diversos campos de estudio y prometen el descubrimiento de nuevos productos para el uso humana. Esta revisión resume el conocimiento actual sobre el potencial biotecnológico de los COVs en áreas de la salud y la ecología.

Fungi, bacteria and plants produce mixtures of carbon-based compounds in the gas phase called volatile organic compounds (COVs), which due to their characteristics and properties such as low molecular weight, small size and a lipophilic part, can diffuse through the water, atmosphere and soil. Fungal and bacterial VOCs can be produced through central and secondary metabolic pathways. The main microbial VOCs are hydrocarbons, acids, alcohols, aldehydes, aromatics, ketones, terpenes, thiols and their derivatives. Many COVs perform important ecological functions such as attraction, defense, communication, signaling, and metabolic response between various microorganisms, insects, and plants. In addition, they are used in the industry as synthetic aromatics in food, perfumes and cosmetics. Recently, the use of COVs in biomedical applications has been studied by producing characteristic volatile compounds that can serve as biomarkers of different diseases such as cancer and diabetes. Also, the use of COVs has been suggested as bio-control of plant pathogens, in the area of biofuels and myco-fumigation. The study of COVs has been changing as new technologies are implemented for their detection; in most studies, gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) is used for the determination and identification of VOCs. VOCs have been gaining importance due to their wide functionality and applicability in various fields of study and promise the discovery of new products for human use. This review summarizes the current knowledge on the biotechnological potential of COVs in areas of health and ecology.