Análisis estructural de proteínas de capa S de Lactobacillus kefir y Lactobacillus brevis

ANDREA GÓMEZ-ZAVAGLIA

Zacatecas (Mexico)

Conferencia; Invitación Depto de Física. Univ. Autonoma de Zacatecas; 2009

Univ.de Zacatecas

La capa S constituye la capa más externa que envuelve la pared celular bacteriana. Está formada por el ensamblaje regular de subunidades idénticas de proteínas o glicoproteínas, y representa la proteina celular más abundante. Estas subunidades, generalmente dispuestas en forma de redes simétricas, con cavidades oblicuas, cuadradas o hexagonales, muestran una tendencia intrínseca a reensamblarse en arreglos bidimensionales luego de ser removidas y disgregadas durante el proceso de extracción con agentes caotrópicos como el LiCl o el cloruro de guanidinio [1] (ver esquema). Esquema de los diferentes tipos de red que puede presentar la capa S. En la red oblicua, una unidad morfológica (roja) consiste en una (p1) o dos (p2) subunidades idénticas. Una unidad morfológica en redes de tipo cuadrado (p4) está formada por cuatro subunidades, mientras que las redes de tipo hexagonal pueden estar compuestas por tres (p3) o seis (p6) subunidades [2]. La capa S ha sido descripta en diversos microorganismos, entre ellos en arqueobacterias de los géneros Methanococcus, Thermoproteus, Thermoanaerobacter, Thermoanaerobacterium, Halobacterium entre otros [3-4]. Entre las bacterias lácticas, ha sido descripta en microorganismos tales como Lactobacillus acidophilus, L. helveticus, L. casei, L. brevis, L. buchneri, L. fermentum, L. bulgaricus [5], L. plantarum [6] y más recientemente en L. kefir [7]. Sin embargo, la capa S de bacterias lácticas no había sido caracterizada aún desde un punto de vista estructural. Por esta razón, en este trabajo se realizaron estudios de espectroscopía de infrarrojo (FTIR) y Calorimetría Diferencial de Barrido (DSC) para caracterizar estructuralmente las proteínas de capa-S de cinco cepas de L. kefir y una de L. brevis con distintas propiedades de superficie. Las proteínas se extrajeron con LiCl 5M, se concentraron, dializaron y se liofilizaron. Con los espectros FTIR de las proteínas liofilizadas a temperatura ambiente o en una celda termostatizada se estimó la estructura secundaria a partir de asignaciones empíricas en las componentes individuales de la banda de amida I. Se encontró que la proteína de capa-S de L. brevis ATCC 8287 posee alrededor de 50% b-hoja plegada y no contiene a-hélice, en concordancia con predicciones basadas en su estructura primaria, mientras que las de L. kefir tienen 23 a 50 % b-hoja plegada y 13 a 21% a-hélice. Teniendo en cuenta algunas propiedades cepa dependiente estudiadas previamente en el grupo de trabajo (i.e.: autoagregación), fue posible correlacionar el tipo de estructura secundaria de las proteínas con propiedades de superficie tales como la agregación y coagregación de bacterias enteras. Así, el contenido de b-hoja plegada es de alrededor de 25% para las cepas agregantes y de 40% para las no agregantes [8]. Mediante DSC se determinaron las temperaturas de transición térmica de las proteínas liofilizadas, y se encontraron dos endotermas, con máximos alrededor de 58 y 98 °C para L. brevis ATCC 8287, y alrededor de 69 y 115 °C para L. kefir. Mediante FTIR se encontró que la transición a 98 °C de L. brevis ATCC 8287 podría asignarse a pérdida de estructura de hoja-b intramolecular y aumento de agregación intermolecular, mientras que la transición a 69 °C de L. kefir CIDCA 8348 podría asignarse a pérdida de estructura de hoja-b intramolecular y aumento de estructuras desordenadas. Referencias [1] Sleytr, U. B., Beveridge, T. J. 1999. 7: 253–260. [2] Sleytr, U. B., Egelseer, E. M., Ilk, N., Pum D., Schuster B. 2007. FEBS Journal 274: 323–334. [3] Pum, D., Messner, P., Sleytr, U. B. 1991 J. Bacteriol. 173: 6865-6873. [4] Faraldo, M. L. M., de Pedro, M. A., Berenguer, J. 1988. FEBS Letters 235: 117-121. [5] Messner, P., Sleytr, U. B. 1992. Adv. Microb. Physiol. 33: 213-75. [6] Moschl A et al., 1993. Advances in Bacterial Paracrystalline Surface Layers. (Beveridge & Koval eds) pp.281-4. [7] Garrote, G. L., Delfederico, L., Bibiloni, R., Abraham, A. G., Péìrez, P. F., Semorile, L., De Antoni, G. L. 2004. J. Dair. Res. 71: 222-230. [8] Mobili, P., Londero, A., Roseiro, T., Eusebio, E., De Antoni, G., Fausto, R., Gómez-Zavaglia, A. 2008. Vibrat. Spectrosc. 2009. 50: 68-77.