Metaproteómica de consorcios bacterianos sintéticos degradadores de hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH): validación de estudios genómicos y fisiológicos

MACCHI, NIETO, MORELLI; MARÍA PÍA VALACCO; COPPOTELLI BM.

La Plata

Congreso; V Congreso Argentino De Microbiología Agrícola Y Ambiental (V CAMAyA; 2021

AAM

El análisis metaproteómico permite la validación de las predicciones basadas en análisis genómicos y la interpretación de los ensayos fisiológicos, al identificar las proteínas presentes en los cultivos. Previamente se diseñaron dos consorcios sintéticos (CS) con alta eficiencia de degradación de PAH a partir de cepas aisladas de un consorcio natural: CS-1 constituido por las cepas Sphingobium sp. AM, Pseudomonas sp. T y Bc-h, Klebsiela aerogenes B e Inquilinus limosus Inq, y CS-4 conformado por las mismas cepas a las que se agrega la cepa Burkholderia sp. Bk. Solo las cepas AM y Bk son capaces de utilizar PAH como única fuente de carbono y energía. El resultado de los análisis genómicos y fisiológicos indicaron un efecto de sinergismo entre todas las cepas que conforman CS-1 y competencia de Bk con las cepas no degradadoras en CS-4. El objetivo de este trabajo fue comparar los metaproteomas de CS-1 y CS-4 durante la degradación de fenantreno, a fin de confirmar los roles de cada cepa en el proceso, comparándolo con las predicciones ya realizadas.Se extrajeron las proteínas totales de CS-1 y CS-4 a las 72 h de incubación en medio mineral líquido suplementado con 200 mg / L de fenantreno. El análisis de espectrometría de masas se llevó a cabo en un Orbitrap nano LC MS/MS (Q-Exactive) acoplado a nano-HPLC. Para el procesamiento de datos se utilizaron los programas XCalibur, Proteome Discoverer y Perseus, y los datos fueron depositados en el repositorio PRIDE (EBI) con el identificador PXD022882. La abundancia relativa fue estimada a partir del índice de emPAI y el fold-change de cada proteína fue calculado como la relación emPAI%CS-1/emPAI%CS-4. La categorización funcional se realizó a través de BlastKoala y KEGG mapper. Se identificaron un total de 1579 (CS-1) y 1622 (CS-4) proteínas. En CS-4, donde están presentes las dos cepas degradadoras, AM y Bk, se observaron numerosas proteínas de AM de expresión única relacionadas a la degradación de xenobióticos. En CS-4, se sobreexpresaron 36 proteínas de AM en relación a CS-1, que se clasificaron principalmente en el metabolismo de carbohidratos, transcripción y traducción, y se subexpresaron 19 proteínas. En las cepas T y Bc-h se sobreexpresaron 10 y 4 proteínas en CS-4 en relación a CS-1, mientras que, en T, B y Bc -h se subexpresaron 102, 52 y 32 proteínas, respectivamente. Estas proteínas están relacionadas con metabolismo energético, de carbohidratos y de aminoácidos. A su vez, estas cepas, subrexpresaron proteínas vinculadas a la degradación de xenobióticos en CS-4 con respecto a CS1. Esto demuestra, en base al perfil proteómico, que en presencia de Bk, AM incrementaría su actividad en CS-4, mientras que las cepas T, B y Bc-h e Inq disminuirían su actividad, lo que indicaría un desplazamiento funcional de estas últimas por Bk, confirmando las predicciones genómicas y los resultados fisiológicos.