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Title in Portuguese: Caracterização das alterações proteômicas de Burkholderia sp. em resposta ao fenol
Title: Characterization of proteomic changes of Burkholderia sp. in response to phenol
Author: Soares, Maria Amélia Araújo
Advisor(s): Nagano, Celso Shiniti
Co-advisor(s): Cunha, Rodrigo Maranguape Silva da
Keywords: Burkholderia
Proteômica
Fenol
Issue Date: 2013
Citation: SOARES, M.A.A. (2013)
Abstract in Portuguese: Bactérias do gênero Burkholderia apresentam como uma das suas aplicações biotecnológicas a capacidade de biodegradar compostos xenobióticos recalcitrantes. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade da Burkholderia sp. SMF 07 tolerar e utilizar o fenol como única fonte de carbono e realizar a análise proteômica desta bactéria, em resposta ao fenol, com a finalidade de identificar proteínas diferencialmente expressas que estão relacionadas à biodegradação do fenol, à resposta ao estresse ou ainda, que participem das vias metabólicas de produção de energia para as células. A avaliação da capacidade da Burkholderia sp. SMF 07 utilizar o fenol como única fonte de carbono foi realizada a partir na construção da curva de crescimento em meio mineral (BH). A fim de realizar a extração das proteínas totais foi realizado o crescimento bacteriano em meio de cultivo TY (Triptone-Yeast Medium), suplementado ou não com 1000 mg/L de fenol, incubado a 28ºC. A extração das proteínas totais foi feita após as culturas atingirem o final da fase log do crescimento bacteriano (O.D entre 0,8 e 1,0 e 0,6 e 0,8, para as condições controle e fenol, respectivamente). As proteínas foram quantificadas pelo método de Bradford (1976) e a avaliação da pureza das amostras proteicas foi realizada por SDS-PAGE. O mapa protéico para cada condição testada foi determinado a partir da eletroforese bidimensional (2-D). O ajuste das imagens dos géis bidimensionais, a detecção de spots protéicos e a avaliação dos dados para determinação de variações quantitativas e qualitativas dos spots foi feito pelo programa ImageMaster®. A identificação das proteínas foi feita através do ExPASy Proteomics Server, utilizando os valores de pI e MW do spot. Através dos dados obtidos foi possível observar proteínas diferencialmente expressas entre os grupos testados. Entre as proteínas que apresentaram expressão quantitativa aumentada na presença do fenol destaca-se a 4-hidroxi-2-oxovalerato aldolase, uma enzima envolvida na via meta de degradação do fenol. Entre aquelas que apresentaram expressão reduzida na presença do fenol se destacam aquelas envolvidas na biossíntese de nucleotídeos e de ácidos graxos, moléculas importantes para o desenvolvimento e manutenção da estrutura microbiana. As proteínas que tiveram sua expressão inibida na presença do fenol estavam envolvidas principalmente na biossíntese de aminoácidos, proteínas, lipídeos, ubiquinona, purinas e pirimidinas; além de participarem do processamento do RNAt, síntese do peptideoglicano e na resposta ao estresse. Em conclusão, o estudo mostrou que a Burkholderia sp. SMF 07 não foi capaz de utilizar o fenol como única fonte de carbono, mas apresentou capacidade de tolerar o fenol quando cultivada em meio nutritivo nas concentrações testadas. Através da análise proteômica concluiu-se que o poluente alterou a expressão de proteínas importantes para o metabolismo e manutenção da estrutura celular.
Abstract: Bacteria of the genus Burkholderia have as one of its biotechnological applications the ability to biodegrade recalcitrant xenobiotic compounds. Thus, this study aimed to evaluate the ability of Burkholderia sp. SMF 07 tolerate and using phenol as the sole carbon source and performing proteomic analysis of this bacterium, in response to phenol, in order to identify differentially expressed proteins that are related to biodegradation of phenol, the stress response or metabolic pathways involving the production of energy for cells. The evaluation of the capacity of Burkholderia sp. SMF 07 using phenol as the sole carbon source was based on the construction of the curve of growth in mineral medium (BH). For extraction of total proteins was performed bacterial growth in culture medium TY (Triptone-Yeast Medium), supplemented or not with 1000 mg/L phenol, incubated at 28°C. The extraction of total proteins was done after the cultures reached the end of the log phase of bacterial growth (O.D between 0.8 and 1.0 and 0.6 and 0.8 for the control conditions and phenol, respectively). The proteins were quantified by the Bradford method (1976) and assessment of protein purity of the samples was performed by SDS-PAGE. The protein map for each tested condition was determined from two-dimensional electrophoresis (2-D). The adjustment of two-dimensional images of the gels, the detection of protein spots, and data evaluation to determine quantitative and qualitative changes of spots was made by the ImageMaster® software. The identification of proteins was performed using the ExPASy Proteomics Server, using the values of pI and MW of spot. Through the data obtained was observed differentially expressed proteins between the groups tested. Among the proteins that showed increased expression quantitative in the presence of phenol is highlight 4-hydroxy-2-oxovalerate aldolase, an enzyme involved in the degradation meta pathway phenol. Among those that showed decreased expression in the presence of phenol are highlights those involved in the biosynthesis of nucleotides and fatty acids, molecules important to the development and maintenance of microbial structure. Proteins which have inhibited its expression in the presence of phenol were mainly involved in the biosynthesis of amino acids, proteins, lipids, ubiquinone, purines and pyrimidines; beyond participate processing of tRNA, peptidoglycan synthesis, and in the stress response. In conclusion, the study showed that Burkholderia sp. SMF 07 not been able to utilize phenol as the sole carbon source but showed the ability to tolerate phenol when grown in nutrient medium at the concentrations tested. Through proteomic analysis was concluded that the pollutant alter the expression of proteins important for metabolism and maintenance of cellular structure.
Description: SOARES, M.A.A. Caracterização das alterações proteômicas de Burkholderia sp. em resposta ao fenol. 2013. 100 f. Dissertação (MESTRADO EM BIOTECNOLOGIA) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2013.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/26140
Appears in Collections:PPGB - Dissertações defendidas na UFC

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