Caracterização proteômica intracelular e extracelular de Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) na presença de Tween 40

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Dutra, Giovanna Alves de Sousa
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UnB
Texto Completo: http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48309
Resumo: Dissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2023.
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spelling Caracterização proteômica intracelular e extracelular de Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) na presença de Tween 40GlutamatoProdução de aminoácidosBottom-upBactéria não patogênicaDissertação (mestrado) — Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Departamento de Biologia Celular, Pós-Graduação em Biologia Microbiana, 2023.Corynebacterium glutamicum é uma bactéria não patogênica amplamente utilizada na produção industrial de aminoácidos, moléculas que se encontram em terceiro lugar no mundo entre as mais produzidas por meio da fermentação, atingindo milhões de toneladas e com números crescentes no mercado mundial. C. glutamicum tem sido amplamente estudada, uma vez que os métodos tradicionais utilizados para produção de aminoácidos demandam um alto custo com isso, com isso, alternativas estão sendo buscadas a fim de diminuir o custo de produção e aumentar a produtividade. Nesse contexto, a proteômica tem desenvolvido papel fundamental para compreender e melhorar a produção de aminoácidos, visto que o entendimento das vias de biossíntese depende da interpretação de análises proteômicas. Isso porquê com a proteômica existe possibilidade de descrição e caracterização do funcionamento das vias metabólicas, sendo capaz a identificação de modificações pós-traducionais (PTMs). Assim, o presente trabalho teve como objetivo identificar e caracterizar proteínas e complexos proteicos que participam das vias da biossíntese de aminoácidos dessa bactéria, sob a influência de Tween 40 para produção de glutamato, analisando o perfil proteico intracelular e extracelular. Na análise de glutamato secretado pela C. glutamicum no tempo de 18h de cultivo, alcançou uma concentração de 0,70 ± 0,14 mM, na condição tween 40, enquanto na condição controle foi de 0,04 ± 0,02 mM (Teste t p<0,05). A lise celular não desnaturante foi efetiva, visto que, extraiu bem os complexos e obteve uma diversidade de bandas. Os complexos proteicos separados via eletroforese BN-PAGE, apresentaram complexos proteicos intracelulares variando entre 20kDa e 720kDa. Foram identificadas, por análise bottom-up, proteínas pertencentes a esses complexos, sendo importantes para o metabolismo da C. glutamicum , como a enolase e a gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, pertencentes a via glicolítica e a glutamina-sintetase, envolvida na biossíntese de glutamato. A análise do perfil proteico extracelular por SDS-PAGE apresentou proteínas entre 10 a 80 kDa, sugerindo diferença na abundância de algumas proteínas entre as condições. Na análise, bottom-up por LC-MS/MS do secretoma, foi possível identificar algumas protéinas reguladas mais abundantes na condição com tween 40, como a proteína homóloga da carboxilesterase Culp6, envolvida na manutenção da parece celular, sugerindo que houve distúrbio na parede causada pela add de tween 40, a PEP carboxilase que foi descrita como sendo imporante para a produção de glutamato. Tais resultados possibilitam a melhor compreensão do maquinário bioquímico envolvido na produção e secreção de aminoácidos por Corynebacterium glutamicum.Fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES).Corynebacterium glutamicum is a non-pathogenic bacterium widely used in the industrial production of amino acids, molecules that rank third in the world among the most produced through fermentation, reaching millions of tons with increasing numbers in the global market. C. glutamicum has been extensively studied, as traditional methods used for amino acid production incur high costs. Therefore, alternatives are being sought to reduce production costs and increase productivity. In this context, proteomics has played a crucial role in understanding and improving amino acid production, as the comprehension of biosynthetic pathways relies on the interpretation of proteomic analyses. This is because proteomics offers the possibility of describing and characterizing the functioning of metabolic pathways, including the identification of post-translational modifications (PTMs). Thus, the present study aimed to identify and characterize proteins and protein complexes involved in the amino acid biosynthesis pathways of this bacterium under the influence of Tween 40 for glutamate production, analyzing intracellular and extracellular protein profiles. In the analysis of glutamate secreted by C. glutamicum after 18 hours of cultivation, a concentration of 0.70 ± 0.14 mM was achieved under the Tween 40 condition, while under the control condition it was 0.04 ± 0.02 mM (t-test p<0.05). The non-denaturing cell lysis was effective, as it extracted the complexes well and obtained a diversity of bands. The protein complexes separated via BNPAGE presented intracellular protein complexes ranging from 20 kDa to 720 kDa. Proteins belonging to these complexes were identified through bottom-up analysis, and they were found to be important for the metabolism of C. glutamicum. These proteins include enolase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, which are part of the glycolytic pathway, and glutamine synthetase, involved in glutamate biosynthesis.The analysis of the extracellular protein profile by SDS-PAGE revealed proteins ranging from 10 to 80 kDa, suggesting differences in the abundance of some proteins between conditions. The bottom-up analysis of the secretome through LC-MS/MS identified some regulated proteins that were more abundant under the Tween 40 condition. These included the homologous protein of carboxylesterase Culp6, involved in cell wall maintenance, suggesting that there was a disturbance in the cell wall caused by the addition of Tween 40. Additionally, PEP carboxylase, described as important for glutamate production, was also identified. Such results provide a better understanding of the biochemical machinery involved in the production and secretion of amino acids by Corynebacterium glutamicum.Instituto de Ciências Biológicas (IB)Departamento de Biologia Celular (IB CEL)Programa de Pós-Graduação em Biologia MicrobianaVale, Luis Henrique Ferreira doDutra, Giovanna Alves de Sousa2024-06-18T13:59:01Z2024-06-18T13:59:01Z2024-06-172023-06-27info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfDUTRA, Giovanna Alves de Sousa. Caracterização proteômica intracelular e extracelular de Corynebacterium glutamicum (ATCC 13032) na presença de Tween 40. 2023. 92 f., il. Dissertação (Mestrado em Biologia Microbiana) — Universidade de Brasília, Brasília, 2023.http://repositorio2.unb.br/jspui/handle/10482/48309porA concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UnBinstname:Universidade de Brasília (UnB)instacron:UNB2024-06-18T13:59:01Zoai:repositorio.unb.br:10482/48309Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unb.br/oai/requestrepositorio@unb.bropendoar:2024-06-18T13:59:01Repositório Institucional da UnB - Universidade de Brasília (UnB)false
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