Proteómica microbiana: análise comparativa da bactéria redutora de sulfato Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774 e das actinobactérias Salinispora arenicola e Salinispora pacifica

As bactérias redutoras de sulfato (BRS) são um grupo diversificado de micro-organismos anaeróbios que obtêm energia a partir da redução dissimilativa do sulfato. Algumas espécies de BRS possuem versatilidade a nível respiratório, como é o caso de Desulfovibrio desulfuricans ATCC 27774, devido à utilização de aceitadores finais de eletrões alternativos. Neste contexto, o objetivo da primeira parte desta dissertação consistiu na identificação das ferramentas metabólicas (proteínas) envolvidas na flexibilidade respiratória desta bacteria induzidas por diferentes aceitadores de eletrões (nitrato vs sulfato). Assim, os extratos proteicos totais de células de D. desulfuricans crescidas em meios VMN com nitrato ou sulfato, foram analisados por eletroforese bidimensional (2DE), num gradiente de pH 4 - 7. Nas condições experimentais testadas, foram observados 604 e 519 spots de proteínas nos géis de células crescidas em meio contendo nitrato ou sulfato, respetivamente. Pela avaliação estatística foi possível observar aproximadamente 25 % de spots diferenciais. Os resultados obtidos sugerem que na presença de nitrato, a bactéria não só cresce mais rapidamente e com maior rendimento, como também produz uma maior quantidade de proteínas. Estes dados foram relacionados com a adaptação de D. desulfuricans ao substrato respiratório alternativo. Tal como esperado, nos ensaios das atividades enzimáticas das redutases do nitrito e do nitrato, foi possível observar maior atividade nos extratos das células crescidas em nitrato do que em sulfato. As actinobactérias marinhas do género Salinispora, têm vindo a ser exploradas como fontes de biofármacos naturais. Assim, na segunda parte deste trabalho, realizou-se um estudo preliminar, que pretendeu caracterizar as proteínas envolvidas na biossíntese destes compostos bioactivos em S. arenicola e de S. pacifica. Para tal, foi utilizada uma abordagem proteómica diferencial, baseada em 2DE. Surpreendentemente, os perfis proteicos das duas espécies mostraram-se bastante distintos, tendo-se identificado apenas 37 spots comuns entre os 650 observados no gel de S. arenicola e 510 no gel de S. pacifica.

Estudo da biodiversidade em actinobactérias marinhas, provenientes de sedimentos oceânicos colhidos no Arquipélago da Madeira

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Discovery of a new source of rifamycin antibiotics in marine sponge actinobacteria by phylogenetic prediction

Phylogenetic analysis of the ketosynthase (KS) gene sequences of marine sponge-derived Salinispora strains of actinobacteria indicated that the polyketide synthase (PKS) gene sequence most closely related to that of Salinispora was the rifamycin B synthase of Amycolatopsis mediterranei. This result was not expected from taxonomic species tree phylogenetics using 16S rRNA sequences. From the PKS sequence data generated from our sponge-derived Salinispora strains, we predicted that such strains might synthesize rifamycin-like compounds. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC/MS/MS) analysis was applied to one sponge-derived Salinispora strain to test the hypothesis of rifamycin synthesis. The analysis reported here demonstrates that this Salinispora isolate does produce compounds of the rifamycin class, including rifamycin B and rifamycin SV. A rifamycin-specific KS primer set was designed, and that primer set increased the number of rifamycin-positive strains detected by PCR screening relative to the number detectable using a conserved KS-specific set. Thus, the Salinispora group of actinobacteria represents a potential new source of rifamycins outside the genus Amycolatopsis and the first recorded source of rifamycins from marine bacteria.