QuímicaViva - Ver resumen

APROXIMACIÓN PROTEÓMICA PARA EL ESTUDIO DEL METABOLISMO DE LOS POLIHIDROXIALCANOATOS EN DISTINTAS CONDICIONES DE CULTIVO EN PSEUDOMONAS EXTREMAUSTRALIS: EFECTO DE LA RELACIÓN C/N Y LA AIREACIÓN.

BRITO, María Gabriela | LÓPEZ, Nancy Irene

DEPARTAMENTO DE QUÍMICA BIOLÓGICA FCEN-UBA IQUIBICEN CONICET

Introducción y Objetivos:
Los polihidroxialcanoatos (PHA) son polímeros de reserva de interés como plásticos biodegradables. Según el monómero que los compone se clasifican en PHA de cadena corta (PHAcc: C3-C5) y de cadena media (PHAcm: C6-C16). Pseudomonas extremaustralis puede sintetizar PHAcc, particularmente polihidroxibutirato (PHB), y PHAcm. El objetivo del trabajo consistió en el análisis del efecto de la relación C/N y de distintas condiciones de aireación en el metabolismo de los PHA en P. extremaustralis mediante un enfoque proteómico.
Materiales y Métodos:
Los cultivos se realizaron en medio LB y 0.5NE2, que favorece la acumulación de PHA, suplementados con octanoato de sodio (O) con relaciones C/N de 3,7 (LB), 4,5 (LBO) y 8,5 (NEO), en distintas fases de crecimiento (exponencial vs. estacionaria) y condiciones de aireación (aerobiosis vs. microaerobiosis). Las células se cosecharon y se sonicaron. Los extractos proteicos se sembraron en geles de poliacrilamida y las proteínas totales se analizaron en un nanoHPLC acoplado a un espectrómetro de masa EASY-nLC 1000 en el CEQUIBIEM (FCEN-UBA). Las proteínas con expresión diferencial se determinaron utilizando el programa Perseus y otras herramientas informáticas. Se compararon los perfiles proteicos en varias condiciones: 1. LBO vs. NEO, fase estacionaria, aerobiosis; 2. NEO, fase exponencial vs estacionaria, aerobiosis; 3. NEO, fase estacionaria, aerobiosis vs. microaerobiosis y 4. LBO vs LB, fase estacionaria, aerobiosis. La producción de PHA se cuantificó por cromatografía gaseosa previa metanólisis.
Resultados:
Se identificaron entre 1.100 y 1.350 proteínas. El análisis de la expresión diferencial entre condiciones permitió detectar cambios en proteínas involucradas en el metabolismo de los PHA y otras vías relacionadas. Se identificaron alrededor de 200 proteínas con expresión diferencial (sobre-expresadas + reprimidas) en todas las condiciones. En la condición 1 entre las significativamente sobre-expresadas en LBO, se destacan la sintasa de PHB (PhbC), la acetil-CoA acetiltransferasa y la 3-cetoacil-ACP reductasa mientras que las proteínas asociadas a la síntesis de los PHAcm se encontraron reprimidas en LBO. En la condición 2, en fase exponencial no se detectaron proteínas relacionadas con la síntesis de PHA. En la condición 3 en aerobiosis se encontraron diferencialmente sobre-expresadas PhbX, PhaP, PhaF relacionadas con la síntesis de PHAcc, además de una enoil acil-reductasa. En la condición 4 se encontraron sobre-expresadas en LBO a PhbX, PhbC, Pta, como también la 3-cetoacil-CoA tiolasa y la PhaP.
Conclusiones:
El aumento en la relación C/N incrementó la expresión de las proteínas involucradas en la producción de PHAcm. Los niveles de expresión fueron mayores en fase de crecimiento estacionario y aerobiosis para ambos tipos de polímeros. Se observaron pocas proteínas relacionadas con la producción de PHA en microaerobiosis respecto de aerobiosis.