Proteogenómica de la cepa degradadora de hidrocarburos policíclicos aromáticos Sphingomonas paucimobilis 20006FA

NEME TAUIL R,M.; MORELLI IRMA S.; VALACCO M.P.; MACCHI MARIANELA; COPPOTELLI BIBIANA M.; MORENO SILVIA

Rosario, Santa Fe

Congreso; XXIII Congreso Latinoamericano de Microbiología - ALAM 2016 y XIV Congreso Argentino de Microbiología; 2016

La proteogenómica utiliza observaciones experimentales a nivel de proteína para describir los genes de codificación de proteínas en un genoma a amplia escala. Si bien los estudios de genómica proporcionan información valiosa con respecto a las vías de degradación y en la predicción del potencial fisiológico general de microorganismos, una fracción de las anotaciones in silico puede ser errónea. La proteómica basada en espectrometría de masas (MS) permite confirmar la interpretación de secuencias genómicas.Con el fin de estudiar la ruta catabólica de Hidrocarburos Policíclicos Aromáticos (PAH) en la cepa Sphingomonas paucimobilis 20006FA, se abordó el estudio de genes y proteínas.S. paucimobilis 20006FA tiene la capacidad de crecer utilizando un amplio rango de PAH como única fuente de carbono y energía.Se realizó la secuenciación y ensamble parcial del genoma utilizando el método whole genome shotgun (WGS), mediante un secuenciador Illumina HiSeq1500 generando lecturas tipo paired-end (PE) 2x100bp (INDEAR, Rosario, Argentina). Las lecturas resultaron en una cobertura del genoma de 500 veces. Se obtuvieron 147 scaffolds, abarcando 5,4 Mbp. La anotación funcional del genoma se realizó utilizando diferentes servidores: RAST, KEGG y MetaCyc.El proteoma de la cepa se estudió a través de geles 2D, MALDI-TOF/TOF y MASCOT (MatrixScience, Boston, MA) en forma comparativa en tres condiciones, utilizando glucosa y fenantreno como únicas fuentes de carbono, a los tiempos de incubación de 24hs y 96hs.Del genoma hemos predicho 72 ORFs que codifican para enzimas pertenecientes a la vía de degradación de PAH, que median la ruptura inicial del anillo de fenantreno a ácido 1-hidroxi-2-naftoico, y que pueden seguir un orto o metaclivaje, reafirmando estudios previos de metabolitos (Coppotelli, 2010). Se encontraron múltiples copias de enzimas dioxigenasas de las subunidades mayor y menor y se encontraron genes que fueron asignados a cada etapa enzimática requerida para la vía completa.Mediante el análisis proteómico comparativo en cultivo se confirmó la expresión de 34 proteínas. Se identificaron 19 proteínas del metabolismo central y 15 enzimas involucradas en la degradación de fenantreno, entre ellas: 2,3-dihidroxibifenil 1,2-dioxigenasa, naftaleno 1,2-dioxigenasa, la subunidad mayor de dioxigenasas hidroxilantes de anillo aromático, BphA1d (bifenilo dioxigenasa A), BphK (bifenilo dioxigenasa K), la proteína de unión Rieske 2Fe-2S y acetaldehído deshidrogenasa.Sobre la base de datos genómicos y proteómicos, se identificaron 15 enzimas que fueron suficientes para la construcción de una vía completa de la degradación de fenantreno en la cepa S. paucimobilis 20006FA y un marco útil para la comprensión de los procesos celulares implicados en la degradación de los PAH.