Analysis of expressed proteins in response to phenol in bacteria isolated from the industrial area of Cubatao-SP.

Os compostos fenólicos pertencem a um grupo tóxico de poluentes ambientais descartados do processo de muitas indústrias tais como refinarias de óleo e indústrias químicas. Embora o fenol possua ação bactericida, alguns micro-organismos adquiriram a habilidade de se adaptar e utilizar este composto como fonte de carbono e energia, através do controle coordenado de vias metabólicas (catabólicas). A expressão destas vias pode ser regulada por: mecanismos de controle globais ou por uma via específica de resposta controlada, porém estes mecanismos ainda não são bem compreendidos. O presente trabalho pretendeu isolar e identificar micro-organismos de um ambiente contaminado para tratamento biológico de efluentes fenólicos, bem como analisar o padrão de proteínas citosólicas expressas em função da exposição à duas diferentes fontes de carbono (glicose ou fenol). As linhagens isoladas de Cubatão-SP foram identificadas pela amplificação e sequenciamento do gene 16S DNAr, resultando em 100 % de similaridade com os gêneros Achromobacter e Pandoraea. Os ensaios de biodegradação em diferentes concentrações de fenol (200 a 600 mg.L-1) mostraram que as duas linhagens foram capazes de degradar 100 % do fenol. As proteínas expressas por Achromobacter sp. em resposta ao fenol foram submetidas a eletroforese 2D e os resultados sugerem que a biodegradação do fenol foi realizada através da meta clivagem do anel aromático, pois três enzimas desta via foram identificadas (proteína degradação do fenol via meta- clivagem, 2- hidroximucônico semialdeído desidrogenase 1 e 4-hidroxi-2-oxovalerate aldolase). Outras enzimas envolvidas no metabolismo celular também foram identificadas, reforçando a hipótese que o fenol altera todo o metabolismo celular, envolvendo as mais diferentes vias metabólicas para que a célula possa superar o estresse celular ocasionado por esta exposição.Phenolic compounds belong to a group of toxic environmental pollutants discharged from the process in many industries such as oil refineries and chemical plants. Although phenol has bactericidal action, some microorganisms acquired the ability to adapt and use this compound as a source of carbon and energy, through the coordinated control of metabolic pathways (catabolic). The expression of these pathways may be regulated by: control mechanisms via a global or specific response, but these mechanisms are not well understood. This work aims to isolate and identify micro-organisms from a contaminated environment for biological treatment of phenolic wastewaters, as well as analyzing the pattern of cytosolic proteins expressed in terms of exposure to two different carbon sources (glucose or phenol). The strains isolated from Cubatao-SP were identified by amplification and sequencing of 16S rDNA, resulting in 100% similarity with the genera Achromobacter and Pandoraea. The biodegradation assays at different concentrations of phenol (200 to 600 mg.L-1) showed that both strains were able of degrading 100% of the phenol. The proteins expressed by Achromobacter sp. in response to phenol were subjected to 2D electrophoresis and the results suggest that the biodegradation of phenol was performed using the meta cleavage of the aromatic ring, once three enzymes of this pathway have been identified (protein degradation meta-cleavage pathway phenol, 2-hydroxymuconic semialdehyde dehydrogenase 1 and 4-hydroxy-2-oxovalerate aldolase). Other enzymes involved in cellular metabolism were also identified; reinforcing the hypothesis that phenol modifies the entire cellular metabolism, involving very different metabolic pathways for the cell can overcome stress caused by this exposure

Characterization of bacterial community of a copper processing area and study of the mechanism of resistance to this metal.

Este trabalho teve como objetivo caracterizar a diversidade bacteriana presente em uma área de mineração. Os resultados mostraram que o filo mais abundante das bactérias classificadas foi o proteobacteria e 66% deste filo pertencem a classe betaproteobacteria. A diversidade de bactérias encontradas no solo de fora da mina mostrou-se diferente daquele encontrado dentro da mina, mostrando que a ação da mineração poderia ter modificado a comunidade microbiana nativa do local. Na tentativa de elucidar o mecanismo de resistência ao cobre presente nos isolados, foram escolhidas 2 cepas resistentes a altas concentrações de cobre: Acinetobacter sp. e Enterobacter sp. Os resultados de proteômica mostraram que as duas cepas possuem mecanismos diferentes de resistência. Acinetobacter teve a expressão de duas proteínas CopA e CopB em diferentes condições de cultivos (200 ppm de cobre 6h de cultivo; 24h e 72h de cultivo em 450 ppm de cobre). Com esses resultados foi possível elucidar que esta cepa tem o mesmo mecanismo de resistência encontrado em Enterococcus hirae, onde a proteína CopA tem como função o influxo de cobre e a proteína CopB o efluxo do excesso de cobre intracelular. Já a bactéria Enterobacter teve expressão apenas de proteínas de membranas e nenhuma proteína propriamente conhecida como de resistência à cobre. Este resultado foi corroborado por técnica de PCR, no qual não houve expressão para esse gene. Possivelmente as proteínas de membrana externa estão responsáveis pela homeostase do cobre realizada por esta cepa.This work aimed to characterize the bacterial diversity present in a mining area. Results showed the most abundant phylum of the classified bacteria are proteobacteria and 66% of this phylum are class betaproteobacteria. The diversity of bacteria found in the soil outside the mine differed from those found within the mine, showing that the mining action may have modified the local microbial community. In an attempt to elucidate the mechanism of resistance to copper present in the isolates, two strains resistant to high concentrations of copper were chosen: Acinetobacter sp. and Enterobacter sp. Proteomics results showed these two strains have different mechanisms of resistance. Acinetobacter had the expression of two CopA and CopB proteins under different cultivation conditions (200 ppm of copper 6h of culture and 24h and also in 450 ppm of copper and 72h of culture). With these results it was possible to elucidate, this strain has the same mechanism of resistance found in Enterococcus hirae, which the CopA protein functions as the copper influx and the CopB protein the efflux of excess intracellular copper. On the other hand, Enterobacter bacterium had only membrane proteins, and no proteins known as copper resistance. This result was corroborated with PCR, where there was no expression for this gene. Possibly the outer membrane proteins are responsible for the copper homeostasis performed by this strain