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

Abstract

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.