Candidați la proteine antimicrobiene din Geobacillus termofilic sp
Jurnalul Internațional al
Articol Științe Moleculare
Candidați la proteine antimicrobiene din geobacilul termofil sp. Strain ZGt-1: Producție, Proteomică și Analiză Bioinformatică Rawana N. Alkhalili 1, Katja Bernfur 2, Tarek Dishisha 1,3, Gashaw Mamo 1, Jenny Schelin 4, Björn Canbäck 5, Cecilia Emanuelsson 2 și Rajni Hatti-Kaul 1, * 1
Biotehnologie, Departamentul de Chimie, Universitatea Lund, Lund SE-221 00, Suedia; [e-mail protejat] (R.N.A.); [e-mail protejat] (T.D.); [email protected] (G.M.) Center for Molecular Protein Science, Departamentul de Chimie, Universitatea Lund, Lund SE-221 00, Suedia; [e-mail protejat] (K.B.); [email protected] (C.E.) Departamentul de Microbiologie și Imunologie, Facultatea de Farmacie, Universitatea Beni-Suef, Beni-Suef 62511, Egipt Microbiologie Aplicată, Departamentul de Chimie, Universitatea Lund, Lund SE-221 00, Suedia; [e-mail protejat] Departamentul de biologie, grupul de ecologie microbiană, Universitatea Lund, Lund SE-221 00, Suedia; [email protected] Corespondență: [email protected]; Tel.: + 46-46-222-4840; Fax: + 46-46-222-4713
Editor academic: Már Másson Primit: 17 iunie 2016; Acceptat: 12 august 2016; Publicat: 19 august 2016
1. Introducere Concurența pentru nutrienți și spațiu într-un habitat dat determină organismele să-și dezvolte propriile strategii de supraviețuire și creștere, dintre care una este secreția de substanțe antimicrobiene care are ca rezultat uciderea sau afectarea creșterii organismelor concurente [1]. Aceste substanțe antimicrobiene posedă o valoare clinică și industrială promițătoare [2]. În zilele noastre, problema tot mai mare a rezistenței la mai multe medicamente și scepticismul în creștere cu privire la utilizarea aditivilor chimici în produsele alimentare au dus la
Int. J. Mol. Știință. 17, 1363 2016; doi: 10.3390/ijms17081363
Int. J. Mol. Știință. 17, 1363 2016
unele bacterii gram-negative pot dezvolta mecanisme specifice speciilor pentru a elimina efectul AMP în anumite condiții de mediu [16-18]. Mai mult, variațiile în structura LPS, în special în lipida A, între diferitele bacterii influențează afinitatea AMP și inserarea în membrana exterioară [16,17]. De exemplu, există diferențe în lanțurile polizaharidice și în Lipid A Sci. între coli și S. typhimurium; acesta din urmă are un acid gras suplimentar și diferite Int. J. Mol. 2016, 17, E. 1363 3 din 17 substituenți ai grupărilor fosfat din lipida A [19].
Figura 1. Activitatea antibacteriană a Geobacillus sp. tulpina ZGt-1 împotriva (a) tulpinei G. stearothermophilus 10; Figura 1. Activitatea antibacteriană a Geobacillus sp. tulpina ZGt-1 împotriva (a) tulpinei G. stearothermophilus 10; (b) B. subtilis; și (c) S. typhimurium CCUG 31969. Săgețile sunt îndreptate către zona de inhibare. (b) B. subtilis; și (c) S. typhimurium CCUG 31969. Săgețile sunt îndreptate către zona de inhibare.
Int. J. Mol. Știință. 17, 1363 2016
Figura 2. Activitatea antibacteriană a supernatantului fără celule obținută prin cultivarea secvențială în serie a celulelor imobilizate ale Geobacillus sp. ZGt-1 împotriva tulpinii G. stearothermophilus 10 la 60 ◦ C, la sfârșitul ciclului (a) nr. 1; (b) ciclul # 5; (c) ciclurile # 11, 12 și 13; (d) ciclurile # 14, 15, 16 și 17; (e) ciclurile # 24 și 25. Punctul galben indică locul unde a fost observat supernatantul; și (f) Rezumatul activității antibacteriene pe parcursul celor 25 de cicluri, numărul de simboluri + reprezentând un grad crescut de activitate antibacteriană.
2.4. Proteinele antimicrobiene produse prin tratamentul cu tulpină ZGt-1 Protease ne-au dat o indicație a activității antimicrobiene care trebuie asociată cu proteinele. Prin urmare, am procedat la izolarea proteinelor din supernatantul fără celule colectate din loturile secvențiale cu celule ZGt-1 imobilizate prin precipitare cu sulfat de amoniu. Precipitatul proteic obținut cu o saturație de sare de 60% a fost dializat împotriva apei distilate și activitatea sa antibacteriană a fost confirmată folosind metoda spot-on-gazon (Figura S1). Activitatea sa dovedit a fi stabilă după încălzire la 70 ◦ C timp de 45 de minute, dar a fost pierdută la încălzire la 80 ◦ C timp de 10 min
Int. J. Mol. Știință. 17, 1363 2016
(Figura S2). Proteinele din probă au fost rezolvate pe SDS-PAGE și gelul a fost supus testului de activitate antibacteriană (Schema 1). O zonă corespunzătoare masei moleculare de 15-20 kDa a afișat zona de inhibare cu G. stearothermophilus (Figura 3 și Figura S3). Int. J. Mol. Știință. 2016, 17, 1363 5 din 17