Resposta de Chromobacterium Violaceum cultivada em alta concentração de ferro

The Chromobacterium violaceum is a β-proteobacterium Gram-negative widely found in tropical and subtropical regions, whose genome was sequenced in 2003 showing great metabolic versatility and biotechnological and pharmaceutical potential. Given the large number of ORFs related to iron metabolism described in the genome of C. violaceum, the importance of this metal for various biological processes and due to lack of data about the consequences of excess of iron in free-living organisms, it is important to study the response mechanism of this bacterium in a culture filled with iron. Previous work showed that C. violaceum is resistant to high concentrations of this metal, but has not yet been described the mechanism which is used to this survival. Thus, to elucidate the response of C. violaceum cultured in high concentrations of iron and expecting to obtain candidate genes for use in bioremediation processes, this study used a shotgun proteomics approach and systems biology to assess the response of C. violaceum grown in the presence and absence of 9 mM of iron. The analysis identified 531 proteins, being 71 exclusively expressed by the bacteria grown in the presence of the metal and 100 just in the control condition. The increase in expression of proteins related to the TCA cycle possibly represents a metabolic reprogramming of the bacteria caused by high concentration of iron in the medium. Moreover, we observed an increase in the activity assay of superoxide dismutase and catalase as well as in Total Antioxidant Activity assay, suggesting that the metal is inducing oxidative stress in C. violaceum that increases the levels of violacein and antioxidant enzymes to better adapt to the emerging conditions. Are also part of the adaptive response changes in expression of proteins related to transport, including iron, as well as an increased expression of proteins related to chemotaxis response, which would lead the bacteria to change the direction of its movement away from the metal. Systems Biology results, also suggest a metabolic reprogramming with mechanisms coordinated by bottleneck proteins involved in transcription (GreA), energy metabolism (Rpe and TpiA) and methylation (AhcY)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

A Chromobacterium violaceum é uma β-proteobactéria Gram-negativa encontrada amplamente em regiões tropicais e subtropicais, cujo genoma foi sequenciado em 2003 mostrando grande versatilidade metabólica e potencial biotecnológico e farmacêutico. Dada à grande quantidade de ORFs relacionadas com o metabolismo de ferro descritas no genoma da C. violaceum, a importância deste metal para diversos processos biológicos e devido à carência de dados a respeito das conseqüências do excesso do ferro em organismos de vida livre, é importante estudar o mecanismo de resposta desta bactéria em meio repleto com ferro. Trabalhos anteriores mostram que a C. violaceum apresenta resistência a grandes concentrações desse metal, embora ainda não tenha sido descrito qual mecanismo é utilizado para esta sobrevivência. Assim, visando elucidar a resposta da C. violaceum cultivada em alta concentração de ferro e esperando-se obter genes candidatos para serem utilizados em processos de biorremediação, o presente trabalho utilizou a abordagem de proteômica em shotgun e Biologia de Sistemas para avaliar a resposta de C. violaceum cultivada na presença e ausência de 9 mM de ferro. A análise identificou 531 proteínas, sendo 71 expressas exclusivamente pela bactéria cultivada na presença do metal e 100 apenas na condição controle. O aumento na expressão de proteínas relacionadas com o ciclo do TCA possivelmente representa uma reprogramação metabólica na bactéria causada pela grande concentração de ferro no meio. Além disso, foi observado um aumento no ensaio de atividade das enzimas Superóxido dismutase e Catalase, bem como no ensaio de Atividade Antioxidante Total, sugerindo que o metal está induzindo um quadro de estresse oxidativo em C. violaceum, que passou a aumentar os níveis de violaceína e enzimas antioxidantes para melhor se adaptar à condição emergente. Também faz parte da resposta adaptativa a alteração na expressão de proteínas relacionados a transporte, inclusive de ferro, e com a resposta quimiotáxica, o que levaria a bactéria a mudar a orientação de sua locomoção afastando-se do metal. Os dados de Biologia de Sistemas também sugerem uma reprogramação metabólica com mecanismos coordenados por gargalos proteicos envolvidos com transcrição (GreA), metabolismo energético (Rpe e TpiA) e metilação (AhcY)