Influencia de las bajas temperaturas en la supervivencia y el perfil proteico de Vibrio harveyi

Poster presentado al XXII Congreso Nacional de Microbiología celebrado en Salamanca los días 11-14 julio de 2011.

Liberación de compuestos al medio circundante durante la supervivencia a bajas temperaturas en Vibrio harveyi

Vibrio harveyi es considerado como una de las especies más relevantes del género Vibrio debido a su capacidad para infectar peces marinos e invertebrados. Estudios previos han demostrado que la respuesta de V. harveyi ante condiciones ambientales adversas (p.e. disminución de la temperatura) es su entrada en el denominado estado Viable No Cultivable (VNC), representando este estado una estrategia de supervivencia para algunas bacterias no diferenciadas. Se ha estudiado la respuesta de este microorganismo durante su incubación a bajas temperaturas (4˚C) utilizando como soporte tanto agua de mar como sobrenadantes recogidos en experiencias de superviviencia previas. V. harveyi presenta un patrón similar durante su incubación en agua de mar como en fases tempranas de estudio en sobrenadantes. Sin embargo, en fases tardías de estudio se ha comprobado que se retrasa su entrada en el estado VNC. Estos resultados sugieren que estas poblaciones podrían liberan compuestos al medio para favorecer su supervivencia bajo condiciones ambientales adversas.

Efecto de la radiación visible sobre la supervivencia de Vibrio harveyi en el medio marino

Vibrio harveyi es un microorganismo marino perteneciente a la familia Vibrionaceae, patógeno de numerosos animales marinos; tanto invertebrados como vertebrados, pudiendo producir pérdidas económicas en países que se benefician de la acuicultura. Se trata de un microorganismo que vive en un medio natural con escasa cantidad de nutrientes, por ello es un microorganismo oligotrofo. Además el medio marino es un medio con una gran cantidad de sales, con lo cual V. harveyi es una bacteria halófila. 3 V. harveyi es capaz de entrar en lo que se conoce como estado Viable No Cultivable (VNC), en dicho estado es capaz de sobrevivir a situaciones de estrés manteniendo niveles bajos de actividad y perdiendo la cultivabilidad. La radiación luminosa visible, a pesar de tener efectos beneficiosos en los seres vivos, puede provocar efectos negativos en las poblaciones microbianas marinas. En este trabajo se determinó la entrada en estado VNC en sus condiciones de temperatura ambiente (20ºC) tanto en un control en oscuridad así como bajo estrés lumínico. Los resultados mostraron como las células mantenidas en oscuridad no entraron en estado VNC, aunque sí se produjo una pérdida de cultivabilidad relacionada con lesiones celulares provocadas por los nutrientes de determinados medios de cultivo. En cambio, las células que fueron expuestas a la luz visible indicaron una pérdida de cultivabilidad a lo largo de los días de exposición, manteniéndose al finalizar el trabajo experimental el 93% de la población en estado VNC. Por lo tanto, la luz visible provoca un efecto negativo en la población de V. harveyi que es capaz de mantenerse en un estado VNC para sobrevivir a las condiciones adversas.

Identificación de las proteínas implicadas en la respuesta al estrés en Escherichia coli y Vibrio harveyi.

187 p.

A Computational Module Assembled from Different Protease Family Motifs Identifies PI PLC from Bacillus cereus as a Putative Prolyl Peptidase with a Serine Protease Scaffold

Proteolytic enzymes have evolved several mechanisms to cleave peptide bonds. These distinct types have been systematically categorized in the MEROPS database. While a BLAST search on these proteases identifies homologous proteins, sequence alignment methods often fail to identify relationships arising from convergent evolution, exon shuffling, and modular reuse of catalytic units. We have previously established a computational method to detect functions in proteins based on the spatial and electrostatic properties of the catalytic residues (CLASP). CLASP identified a promiscuous serine protease scaffold in alkaline phosphatases (AP) and a scaffold recognizing a beta-lactam (imipenem) in a cold-active Vibrio AP. Subsequently, we defined a methodology to quantify promiscuous activities in a wide range of proteins. Here, we assemble a module which encapsulates the multifarious motifs used by protease families listed in the MEROPS database. Since APs and proteases are an integral component of outer membrane vesicles (OMV), we sought to query other OMV proteins, like phospholipase C (PLC), using this search module. Our analysis indicated that phosphoinositide-specific PLC from Bacillus cereus is a serine protease. This was validated by protease assays, mass spectrometry and by inhibition of the native phospholipase activity of PI-PLC by the well-known serine protease inhibitor AEBSF (IC50 = 0.018 mM). Edman degradation analysis linked the specificity of the protease activity to a proline in the amino terminal, suggesting that the PI-PLC is a prolyl peptidase. Thus, we propose a computational method of extending protein families based on the spatial and electrostatic congruence of active site residues.

Sphingomyelinase D/Ceramide 1-Phosphate in Cell Survival and Inflammation

Sphingolipids are major constituents of biological membranes of eukaryotic cells. Many studies have shown that sphingomyelin (SM) is a major phospholipid in cell bilayers and is mainly localized to the plasma membrane of cells, where it serves both as a building block for cell architecture and as a precursor of bioactive sphingolipids. In particular, upregulation of (C-type) sphingomyelinases will produce ceramide, which regulates many physiological functions including apoptosis, senescence, or cell differentiation. Interestingly, the venom of some arthropodes including spiders of the genus Loxosceles, or the toxins of some bacteria such as Corynebacterium tuberculosis, or Vibrio damsela possess high levels of D-type sphingomyelinase (SMase D). This enzyme catalyzes the hydrolysis of SM to yield ceramide 1-phosphate (C1P), which promotes cell growth and survival and is a potent pro-inflammatory agent in different cell types. In particular, C1P stimulates cytosolic phospholipase A2 leading to arachidonic acid release and the subsequent formation of eicosanoids, actions that are all associated to the promotion of inflammation. In addition, C1P potently stimulates macrophage migration, which has also been associated to inflammatory responses. Interestingly, this action required the interaction of C1P with a specific plasma membrane receptor, whereas accumulation of intracellular C1P failed to stimulate chemotaxis. The C1P receptor is coupled to Gi proteins and activates of the PI3K/Akt and MEK/ERK1-2 pathways upon ligation with C1P. The proposed review will address novel aspects on the control of inflammatory responses by C1P and will highlight the molecular mechanisms whereby C1P exerts these actions.