APLICACIONES DE LOS METABOLITOS
SECUNDARIOS GENERADOS POR BACILLUS
SUBTILIS EN EL PERIODO 2002 – 2022
APPLICATIONS OF SECONDARY METABOLITES GENERATED BY
BACILLUS SUBTILIS IN THE PERIOD 2002 – 2022
Sachio Kanazawa
Departamento de Investigación, Paraguay
pág. 529
DOI: https://doi.org/10.37811/cl_rcm.v8i5.13362
Aplicaciones de los Metabolitos Secundarios Generados por Bacillus
Subtilis en el Periodo 2002 – 2022
Sachio Kanazawa
1
Sachio@kanazawaeasu.com
https://orcid.org/0000-0001-5607-2925
Departamento de Investigación, KANAZAWA E.A.S.U
Luque, Paraguay
RESUMEN
En esta investigación se ha explorado el potencial de los metabolitos secundarios producidos por Esta
investigación analiza el potencial de los metabolitos secundarios producidos por Bacillus subtilis entre
2002 y 2022, con énfasis en sus aplicaciones y su impacto en diversos sectores. Bacillus subtilis es
conocido por su capacidad de generar una amplia gama de compuestos bioactivos, entre los que se
destacan la surfactina, la bacillomicina y la krustakina, por sus propiedades antimicrobianas y
bioactivas. El estudio revisa exhaustivamente la literatura existente y revela que los principales campos
de aplicación de estos metabolitos son la biotecnología y la agricultura. En biotecnología, estos
compuestos son esenciales para la producción de productos farmacéuticos y enzimas industriales,
aportando un beneficio económico significativo. En el ámbito agrícola, los metabolitos secundarios de
Bacillus subtilis son utilizados en el control biológico de patógenos, contribuyendo a prácticas agrícolas
más sostenibles y mejorando la producción de cultivos. Además, se ha identificado su versatilidad en
otros sectores como la industria alimentaria y la medicina. Sin embargo, la biotecnología y la agricultura
emergen como los campos más prometedores debido a su gran impacto económico y su contribución
positiva al medio ambiente.
Palabras clave: bacillus subtilis, aplicaciones, metabolitos secundarios, revisión
1
Autor principal
Correspondencia: Sachio@kanazawaeasu.com
pág. 530
Applications of Secondary Metabolites Generated by Bacillus Subtilis in
the Period 2002 – 2022
ABSTRACT
This research has explored the potential of secondary metabolites produced by Bacillus subtilis between
2002 and 2022, with emphasis on its applications and impact in various sectors. Bacillus subtilis is
known for its ability to generate a wide range of bioactive compounds, among which surfactin,
bacillomycin and krustakin stand out, for their antimicrobial and bioactive properties. The study
exhaustively reviews the existing literature and reveals that the main fields of application of these
metabolites are biotechnology and agriculture. In biotechnology, these compounds are essential for the
production of pharmaceutical products and industrial enzymes, providing a significant economic
benefit. In the agricultural field, the secondary metabolites of Bacillus subtilis are used in the biological
control of pathogens, contributing to more sustainable agricultural practices and improving crop
production. In addition, its versatility has been identified in other sectors such as the food industry and
medicine. However, biotechnology and agriculture emerge as the most promising fields due to their
great economic impact and positive contribution to the environment.
Keywords: bacillus subtilis, applications, secondary metabolites, revision
Artículo recibido 19 agosto 2024
Aceptado para publicación: 23 septiembre 2024
pág. 531
INTRODUCCIÓN
Bacillus subtilis es una bacteria que ha ganado reconocimiento por su impresionante capacidad para
producir metabolitos secundarios con aplicaciones industriales de gran relevancia. Este
microorganismo, que pertenece al género *Bacillus, es Gram-positivo, aeróbico y forma esporas, lo que
le confiere una notable versatilidad y resistencia en diversos entornos. Entre 2002 y 2022, el estudio de
estos metabolitos ha crecido de manera significativa, impulsado por avances tecnológicos en técnicas
de cultivo, secuenciación genómica y métodos de análisis químico, así como por una comprensión más
profunda de su potencial biotecnológico y sus aplicaciones industriales.
Los metabolitos secundarios son compuestos químicos que, aunque no son esenciales para la
supervivencia básica de la bacteria, juegan roles cruciales en su adaptación al entorno y en sus
interacciones con otros organismos. Estos compuestos permiten a Bacillus subtilis competir por
recursos, defenderse contra patógenos y comunicarse con otras células, otorgándole una ventaja
adaptativa en distintos nichos ecológicos. Entre los metabolitos secundarios más destacados que
produce esta bacteria se encuentran la surfactina, la bacillomicina y la krustakina, cada uno con
propiedades y aplicaciones únicas que han captado el interés de investigadores y profesionales de
múltiples disciplinas.
La surfactina es un biosurfactante potente conocido por su capacidad para reducir la tensión superficial
del agua, lo que lo hace invaluable en aplicaciones industriales que van desde la bioremediación hasta
la producción de detergentes ecológicos. Su estructura lipopeptídica le confiere propiedades
antimicrobianas, haciéndolo útil para inhibir patógenos en diversos contextos. Por otro lado, la
bacillomicina es un antibiótico eficaz contra una amplia gama de bacterias Gram-positivas,
posicionándose como una herramienta crucial en la lucha contra infecciones bacterianas resistentes a
múltiples fármacos. La krustakina, aunque menos conocida, ha mostrado un gran potencial en
aplicaciones biotecnológicas específicas, incluyendo la síntesis de compuestos químicos y la
modificación de superficies.
Esta revisión se centra en analizar las aplicaciones de los metabolitos secundarios de Bacillus subtilis
en diversos sectores durante el período de 2002 a 2022. Estos compuestos versátiles han encontrado
uso en agricultura, industria alimentaria, medicina, biotecnología y otros campos emergentes.
pág. 532
En el sector agrícola, por ejemplo, los metabolitos de Bacillus subtilis se utilizan como agentes
biocontroladores para combatir patógenos de plantas, lo que reduce la dependencia de pesticidas
químicos y promueve una agricultura más sostenible. En la industria alimentaria, estos metabolitos
actúan como conservantes naturales, mejorando la seguridad y la vida útil de los productos sin
comprometer su calidad.
En el ámbito médico, la bacillomicina ha sido objeto de numerosos estudios debido a su potencial para
tratar infecciones resistentes a antibióticos convencionales, ofreciendo una esperanza en la lucha contra
bacterias patógenas emergentes. Además, en el campo de la biotecnología, los metabolitos secundarios
de Bacillus subtilis se emplean en la producción de enzimas industriales, bioplásticos y otros materiales
sostenibles, contribuyendo significativamente a la economía circular y a la reducción de residuos
industriales.
La versatilidad de estos compuestos también se extiende a la bioremediación, donde se utilizan para
degradar contaminantes ambientales como hidrocarburos y metales pesados, promoviendo la limpieza
de suelos y aguas contaminadas de manera eficiente y ecológica. Además, los metabolitos secundarios
juegan un papel crucial en la sostenibilidad ambiental, al proporcionar alternativas ecológicas a
productos químicos sintéticos, disminuyendo así el impacto ambiental de diversas industrias.
Comprender estas aplicaciones no solo revela avances científicos y tecnológicos, sino también
tendencias emergentes que están moldeando el futuro de la biotecnología y la industria sostenible. La
capacidad de Bacillus subtilis para adaptarse y producir una variedad de metabolitos secundarios sigue
siendo una fuente invaluable de innovación, impulsando el desarrollo de nuevos productos y procesos
que responden a las necesidades cambiantes de la sociedad moderna.
MATERIALES Y MÉTODOS
La presente investigación adoptó un diseño descriptivo de corte transversal para analizar las
aplicaciones de los metabolitos secundarios producidos por Bacillus subtilis durante el período
comprendido entre 2002 y 2022. Se utilizó Google Académico como la herramienta principal para la
búsqueda de información, dada su amplia cobertura y accesibilidad a una vasta cantidad de literatura
científica. La estrategia de búsqueda se basó en el uso de palabras clave específicas: Bacillus subtilis,
aplicaciones y metabolitos, combinadas mediante los operadores booleanos “and” y “or” para refinar y
pág. 533
ampliar los resultados según fuera necesario, omitiendo el uso del operador “not” para evitar la
exclusión de estudios potencialmente relevantes. La búsqueda se realizó en tres idiomas: español, inglés
y portugués, con el fin de abarcar una diversidad geográfica y lingüística que pudiera enriquecer la
revisión. Una vez seleccionados los estudios pertinentes, se procedió a la extracción y clasificación de
la información relevante. Las aplicaciones de los metabolitos secundarios de Bacillus subtilis se
categorizaron en cuatro áreas principales: agricultura, industria alimenticia, medicina y biotecnología.
Esta clasificación permitió una organización sistemática de los datos, facilitando la identificación de
tendencias y la comparación entre diferentes sectores de aplicación. Para el análisis de los datos
recopilados, se utilizó el software Minitab 20, que permitió la creación de un diagrama de Pareto para
visualizar la distribución de las aplicaciones más frecuentes, destacando las áreas con mayor volumen
de estudios y permitiendo una evaluación rápida de las prioridades investigativas en el campo. Además
del análisis cuantitativo, se llevaron a cabo análisis cualitativos para profundizar en la comprensión de
las aplicaciones específicas dentro de cada categoría, examinando la naturaleza de las aplicaciones, los
métodos utilizados y los resultados obtenidos. Para asegurar la fiabilidad de los resultados, se
implementaron procedimientos de verificación cruzada durante el proceso de selección y clasificación
de los estudios, incluyendo revisiones independientes por parte de dos investigadores para minimizar
sesgos y garantizar la consistencia en la aplicación de los criterios de inclusión y exclusión. Se utilizó
software de gestión de referencias como EndNote y Zotero para eliminar duplicados y organizar
eficientemente la literatura recopilada. Además, se emplearon herramientas de detección de similitudes
para evitar la inclusión de estudios duplicados o plagiados, manteniendo así la integridad académica de
la revisión.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Se han encontrado un total de aproximadamente 428.000 artículos referentes a Bacillus subtilis, de los
cuales al agregar el conector “and” y la palabra clave “aplicaciones”, filtró a un total de
aproximadamente 114.000 artículos. Finalmente, añadiendo el conector “and” y la palabra clave
“metabolitos”, filtró un total de aproximadamente 11.500 artículos. A partir de allí, se seleccionaron
aleatoriamente 30 artículos que se resume en la tabla 1:
pág. 534
Tabla 1. Artículos seleccionados para el estudio.
Año de
publicación
Título
Categoría
Referencia
2002
Especies del género Bacillus: morfología
macroscópica y microscópica.
Biotecnología
Realpe et al. (2002)
2003
Biological control of Colletotrichum
acutatum, causal agent of citrus
postbloom fruit drop disease
Agricultura
Kupper et al. (2003)
2004
Nuevo aislado de Bacillus y su
utilización para el control de hongos
fitopatógenos.
Agricultura
Fernández et al.
(2004)
2004
Producción y efectividad de un
biopreparado a partir de Bacillus subtilis
con actividad antagonista y estimuladora
del crecimiento vegetal.
Agricultura
Tejeda et al. (2004)
2007
Formulación de un Biocontrolador de
Erwinia Carotovora en Polvo, a Partir de
una Cepa de Bacillus subtilis Utilizando
Secado Spray.
Agricultura
Hitschfeld (2007)
2007
Selección de cepas de Bacillus y otros
géneros relacionados para el control
biológico de hongos fitopatógenos
Agricultura
Pozo et al. (2007)
2007
Selección de cepas de bacillus y otros
géneros relacionados para el control
biológico de hongos fitopatógenos
Agricultura
Reinoso et al.
(2007)
2008
Bacitracin sensing in Bacillus subtilis.
Biotecnología
Rietkötter et al.
(2008)
2011
Potencialidades del género Bacillus en la
promoción del crecimiento vegetal y el
control biológico de hongos
fitopatógenos.
Agricultura
Tejera et al. (2011)
2012
Determinación de metabolitos
secundarios a partir de Bacillus subtilis
con efecto biocontrolador sobre
Fusarium sp.
Biotecnología
Ariza et al. (2012)
pág. 535
2012
Eficacia de la cepa nativa de Bacillus
subtilis como agente supresor del
nematodo del nudo Meloidogyne spp. en
cultivo de Capsicum annuum (ají
pimiento piquillo)
Industria
alimenticia
Deza et al. (2012)
2014
Evaluación del antagonismo de
Trichoderma sp. y Bacillus subtilis
contra tres patógenos del ajo.
Industria
alimenticia
Astorga et al.
(2014)
2014
Potential applications of Bacillus subtilis
strain SR/B-16 for the control of
phytopathogenic fungi in economically
relevant crops.
Agricultura
Orberá et al. (2014)
2015
Obtención y evaluación in vitro de
metabolitos secundarios de dos cepas de
Bacillus subtilis contra el hongo
fitopatógeno Fusarium spp
Agricultura
Bustamante (2015)
2015
Diseño de un sistema de expresión de
proteínas heterólogas en Bacillus subtilis
Biotecnología
Gutiérrez (2015)
2015
Bacillus un género que alberga especies
que cumplen diversos roles biológicos.
Biotecnología
López (2015)
2016
Importancia de los lipopéptidos de
Bacillus subtilis en el control biológico
de enfermedades en cultivos de gran
valor económico
Agricultura
Pila (2016)
2016
Evaluación del efecto de Bacillus subtilis
EA-CB0575 en la promoción de
crecimiento de Zea mays y Solanum
lycopersicum a nivel de invernadero
Agricultura
Pulido (2016)
2017
Evaluación de medios de cultivo líquidos
para la multiplicación de la bacteria
Bacillus subtilis
Biotecnología
Cobo (2017)
2018
El género Bacillus como agente de
control biológico y sus implicaciones en
la bioseguridad agrícola.
Biotecnología
Villareal et al.
(2018)
pág. 536
2019
Bioactive Secondary Metabolites from
Bacillus subtilis: A Comprehensive
Review.
Biotecnología
Kaspar et al. (2019)
2019
Bacillus subtilis. Trends in
microbiology.
Biotecnología
Kovács (2019)
2019
Efecto de Bacillus subtilis Cepa QST-
713 sobre hongos y bacterias presentes
en vitroplantas de plátano en fase de
aclimatación.
Industria
alimenticia
Núñez et al. (2019)
2019
Inhibitory effect of Bacillus subtilis WL-
2 and its IturinA lipopeptides against
Phytophthora infestans
Biotecnología
Wang et al. (2019)
2020
Utilización de residuos agroindustriales
para la producción de enzimas por
Bacillus subtilis E 44.
Biotecnología
Matos et al. (2020)
2020
Seleção de cepas do grupo Bacillus
subtilis para produção de
biossurfactantes com potencial
antimicrobiano.
Biotecnología
Paula (2020)
2020
Lipopéptidos producidos por agentes de
control biológico del género Bacillus:
revisión de herramientas analíticas
utilizadas para su estudio
Biotecnología
Valenzuela et al.
(2020)
2021
Efecto de la aplicación de tres dosis de
Bacillus subtilis en tres variedades de
fréjol arbustivo
Agricultura
Chávez & Vásquez
(2021)
2022
Bacillus subtilis como promotor de
crecimiento en el cultivo de café (Coffea
arabica)
Industria
alimenticia
Delgado et al.
(2022)
2022
Endospores of Bacillus subtilis with
probiotic potential in animals of
zootechnical interest.
Medicina
Milian et al. (2022)
Lo cual, nos conduce a la categorización de las investigaciones acorde al siguiente diagrama de Pareto
dispuesto en la figura 1:
pág. 537
Figura 1. Diagrama de pareto
Elaboración propia.
a categorización de las investigaciones realizadas en este estudio ha revelado que las principales
aplicaciones de los metabolitos secundarios producidos por Bacillus subtilis se concentran
principalmente en los campos de la biotecnología y la agricultura. Esto se debe fundamentalmente a
que el Bacillus subtilis presenta versatilidad en la producción de los metabolitos secundarios con
diversas propiedades bioactivas, antimicrobianas y enzimáticas. También el hecho de que estos
metabolitos secundarios permite el control de patógenos, por ello su gran aplicación en la agricultura.
CONCLUSIONES
Esta investigación sobre las aplicaciones de los metabolitos secundarios producidos por Bacillus subtilis
durante el período 2002-2022 revela su destacada versatilidad y potencial en una amplia gama de
aplicaciones industriales y científicas. Los objetivos planteados se cumplieron exitosamente, y los
resultados subrayan la relevancia continua de Bacillus subtilis en la investigación actual. La revisión de
la literatura brindó una visión completa de la amplitud de investigaciones relacionadas con los
metabolitos secundarios de Bacillus subtilis en este período, destacando su papel en múltiples sectores.
Se identificaron diversos tipos de metabolitos secundarios y se describieron sus propiedades biológicas
pág. 538
y químicas, lo que resalta la diversidad de compuestos generados por esta bacteria. Las aplicaciones en
campos como la agricultura, la industria alimentaria, la medicina y la biotecnología demostraron la
versatilidad de estos metabolitos para abordar desafíos específicos en cada área, especialmente en la
biotecnología y la agricultura. Por lo tanto, esta bacteria destaca por sus beneficios económicos,
medioambientales y de salud derivados del uso de estos metabolitos secundarios, demostrando el
impacto positivo de Bacillus subtilis en la sostenibilidad y el bienestar humano.
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