Proteomic analysis to understand Cr(VI) homeostasis in Streptomyces sp. MC1

Chromium is a heavy metal widely used in a variety of industrial processes (leather tanning, steel production, metal corrosion inhibition). Hexavalent chromium is carcinogenic and presents higher toxicity than trivalent form since Cr(VI) is more water-soluble and mobile than Cr(III). Industrial effluents containing Cr(VI) are released into water courses, mostly without proper treatment, resulting in anthropogenic contamination. Over the last years, bacteria-mediated removal or stabilization of heavy metal into no or less toxic forms has become in an effective biotechnological process. In this sense, several physiological studies on Streptomyces sp. MC1, an actinobacteria isolated from a polluted soil in the province of Tucumán (Argentina), demonstrated be able to grow in presence of Cr(VI) and remove the metal both in liquid medium and contaminated soils. However, the molecular mechanisms involved are unknown in this actinobacteria. MS-based proteomics have become a powerful tool to understand the mechanisms that underlie physiological processes. In the present work, we use MS-based, label-free and quantitative proteomic analyses in order to identify enzymes involves in oxidative stress response caused by the presence of Cr(VI) in our actinobacteria strain MC1. Sampling points for proteomics analyses were established according to the growth of Streptomyces sp. MC1 in minimal medium (MM) amended with Cr(VI) at 50 mg L-1 and MM without the metal (control condition). Cells were harvested after 18 and 24 h of incubation in control condition and MM with Cr(VI) respectively. These sampling points allowed obtaining comparable and metabolically active cells (exponential phase of growth). Cr(VI) removal was 10% at the time that cells were harvested (24 h). A total of 1981 different proteins were detected in the proteome. It represents approximately 22% of the predicted protein sequences for this strain. 518 of these proteins passed our significance parameters which 186 of them were up-regulated in the condition supplemented with Cr(VI). Analysis with the software BlastKOALA showed that up-regulated proteins were distributed in metabolic pathways that result essential for a correct cellular operation. Overall, the proteins were related to carbon and energy metabolism, genetic information processing, oxidative stress response and membrane transports. Interestingly, enzymes from pentose phosphate pathway increasing significantly their abundance in presence of chromium. About, 10 different oxidoreductases enzymes were up-regulated in presence of the metal. Regarding oxidative stress response, key enzymes like superoxide dismutase, catalase, mycothiol synthase, and mycothiol amidase were identified with an increment in their abundance. The proteome analysis performed in Streptomyces sp. MC1 allowed us to identify the proteins involves in the homeostasis of Cr(VI). These results serve as basement to study and improve the heavy metal removal by actinobacteria.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Aparicio, Juan Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Pernodet, Jean Luc. Institut de Biologie Intégrative de la Cellule; FranciaFil: Polti, Marta Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaLV Annual SAIB Meeting and XIV PABMB CongressSaltaArgentinaSociedad Argentina de Investigaciones Bioquímica

Estudio proteómico durante la degradación de fenantreno por Streptomyces sp. MC1

Las actividades antropogénicas impactan negativamente en el medioambiente, provocando efectos nocivos en ecosistemas y en la salud humana. El fenantreno (FEN), hidrocarburo policíclico aromático, puede encontrarse como contaminante de suelos producto de la industria petroquímica. La biorremediación mostró ser una herramienta eficiente frente a un derrame de petróleo. Diferentes estudios fisiológicos demostraron que la actinobacteria Streptomyces sp. MC1 es capaz de remover plaguicidas y metales pesados tales como Cr(VI). Sin embargo, su capacidad para degradar FEN y las posibles enzimas involucradas en su degradación, no fueron estudiadas. La proteómica libre de geles es una poderosa herramienta que se utiliza para dilucidar mecanismos involucrados en procesos fisiológicos microbianos. Con el fin de evaluar y comprender la degradación de FEN en Streptomyces sp MC1, se realizó un estudio proteómico cuantitativo libre de marcado basado en espectroscopia de masas (MS). Streptomyces sp. MC1 fue crecida durante 96h a 30°C en medio de cultivo mínimo líquido (MM) utilizando glicerol como fuente de carbono y suplementado con FEN. El crecimiento microbiano se cuantificó por peso seco, mientras que la concentración residual de FEN en el sobrenadante del cultivo se determinó por HPLC. Las proteínas utilizadas para los estudios proteómicos se obtuvieron a partir de células desarrolladas hasta fase logarítmica de crecimiento en ambas condiciones. Las células se sometieron a ruptura mecánica con nitrógeno líquido y las proteínas obtenidas fueron reducidas, alquiladas y precipitadas. Luego de ser resuspendidas y digeridas con tripsina se analizaron por LC-MS/MS. Para la identificación de las proteínas se utilizó el software Proteome Discoverer y la base de datos de proteínas de Streptomyces sp. MC1. La validación estadística y los parámetros de significancia fueron establecidos en base al análisis realizado con el software Perseus. Streptomyces sp. MC1 fue capaz de crecer en presencia de FEN, con valores de biomasa entre 0,01g/l y 0,3g/l. Se observó un 60% de remoción de FEN durante el período estudiado. El análisis proteomico mostró que en presencia de FEN, 94 proteínas aumentaron significativamente su abundancia, destacándose enzimas involucradas en las vías altas de la degradación de FEN. Nuestro estudio proteómico confirma, por primera vez, la capacidad fisiológica de MC1 para degradar fenantreno y nos permite dilucidar parcialmente los mecanismos de degradación para esta bacteria.Fil: Guerrero, Daiana Soledad. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Herrera, Héctor Matías. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaVII Congreso Argentino de la Sociedad de Toxicología y Química AmbientalSan LuisArgentinaSociedad Argentina de Toxicología y Química AmbientalUniversidad Nacional de San Lui

Removal of Cr(VI) and lindane by pure and mixed cultures of actinobacterias

La presencia en el ambiente de lindano y Cr(VI) es resultado de las actividades antropogénicas. El tratamiento de estos sitios es complejo, ya que las tecnologías de remediación difieren de acuerdo a la naturaleza del tóxico. Los suelos co-contaminados muestran microorganismos capaces de crecer en estas condiciones, como es el caso de las actinobacterias, que degradan compuestos orgánicos y remueven metales. El empleo de consorcios microbianos podría ser una alternativa para mejorar la remoción simultánea de Cr(VI) y lindano. Objetivo: Evaluar la remoción de Cr(VI) y lindano en suelos no esterilizados, utilizando cultivos puros y mixtos de actinobacterias. Se ensayaron Streptomyces M7, MC1 y A5 y A. tucumanensis AB0 de manera individual y en todas las combinaciones posibles. Las cepas (2 g kg-1) fueron inoculadas en 200 g de suelo con 20% de humedad, contaminados con lindano (25μg kg-1) y Cr (VI) (50 mg kg-1) e incubados a 30 °C durante 14 días. Se determinó Cr(VI) y lindano residual por absorción atómica y cromatografía gaseosa, respectivamente. La efectividad de la biorremediación fue evaluada mediante bioensayos con Lactuca sativa. Resultados: Los cultivos A5+M7+MC1+AB0, A5+MC1+AB0, MC1+AB0, A5+M7 y M7 presentaron remociones de Cr(VI) mayor al 50%, mientras que M7, MC1, A5, AB0 y A5+M7+MC1+AB0 removieron más del 50% de lindano. Los bioensayos con Lactuca sativa mostraron concordancia con las determinaciones analíticas realizadas. Conclusión: Streptomyces sp. M7 y el cultivo mixto A5+M7+MC1+AB0 presentaron los mejores perfiles de remoción para ambos contaminantes.Fil: Aparicio, Juan Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Pons, Sofía Macarena. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Pérez Visñuk, Daiana Emilce. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Centro de Referencia para Lactobacilos; Argentina. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Alvarez, Analia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Polti, Marta Alejandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaVII Congresso Brasileiro de Defensivos Agrícolas NaturaisPelotasBrasilEmpresa Brasileira de Pesquisa Agropecuári

Study on the degradation of hexachlorocyclohexane isomers with actinobacteria from the northwest of Argentina

El hexaclorociclohexano (HCH) es un compuesto organoclorado obtenido porsíntesis química que ha sido utilizado principalmente como plaguicida para protegercultivos agrícolas. El mismo fue utilizado en dos formulaciones, como grado técnico(mezcla de isómeros) y el isómero γ-HCH purificado también llamado lindano. Losisómeros del hexaclorociclohexano son contaminantes orgánicos peligrosos debido a supersistencia en el ambiente y a su elevada toxicidad. La aplicación no controlada y elmanejo inadecuado del HCH condujeron a la contaminación de suelos, biota y recursoshídricos. Se reportaron áreas altamente contaminadas con HCH en Japón, Canadá,Sudáfrica, India, Argentina, Alemania y Estados Unidos. La necesidad de remediarestos sitios contaminados condujo al desarrollo de nuevas tecnologías como labiorremediación, que presenta algunas ventajas frente a los métodos tradicionales.El phylum Actinobacteria se caracteriza por su versatilidad metabólica, en el queel género Streptomyces es reconocido por su gran potencial biotecnológico. Lascaracterísticas fisiológicas y genéticas de este género lo hacen apropiado para participaren los procesos de biorremediación, en comparación con otras bacterias. La cepaStreptomyces sp. M7 fue aislada de sedimentos altamente contaminados en la provinciade Tucumán (Argentina), posee la capacidad de remover lindano de medios líquidos ysuelo. Si bien se ha descripto una vía metabólica para la degradación del lindano en elgénero Sphingobium, no se conoce aún la vía de degradación de lindano porStreptomyces ni el análisis del contexto metabólico durante la degradación.En este trabajo, se determinó que Streptomyces sp. M7 posee la capacidad deutilizar los isómeros α- y β-HCH como fuente de carbono y de removerlos del medio decultivo. Además, es capaz de remover los isómeros α-, β- y γ-HCH en forma conjunta.Se determinó la liberación de iones cloruros al medio de cultivo como una medida de ladegradación de HCH. Asimismo, se identificaron intermediarios metabólicos durante ladegradación de los isómeros α- y β-HCH. Para dilucidar la vía de degradación del γ-HCH y comprender su contexto metabólico en Streptomyces sp. M7 se utilizaronmetodologías de avanzada, tales como proteómica cuantitativa libre de geles, RT-qPCRy diferentes análisis bioinformáticos. Se identificaron las enzimas pertenecientes a la víaalta de degradación del HCH. Las mismas fueron determinadas en mayor abundanciarelativa cuando se utilizó como fuente de carbono el γ-HCH. Asimismo, se demostróque la mineralización de lindano es factible debido a que fueron identificadas proteínaspertenecientes a una variante inusual de la vía baja de degradación. También, losresultados obtenidos permitieron descifrar el contexto metabólico en el cual tiene lugarla degradación del γ-HCH, demostrando que las etapas degradativas de esta vía estánsustentadas por un catabolismo activo que suministra energía y equivalentes dereducción en forma de NADPH.Los resultados obtenidos en el presente trabajo de Tesis Doctoral contribuyerona dilucidar la vía metabólica por la cual Streptomyces sp. M7 es capaz de degradar elhexaclorociclohexano, aportando información sobre el metabolismo de compuestosclorados en actinobacterias y conocimientos para optimizar procesos degradativos enStreptomyces sp. M7.Hexachlorocyclohexane (HCH) is a chlorinated compound obtained by chemical synthesis, which has been used mainly as a pesticide to protect agricultural crops. The HCH was used in two formulations i) technical grade (mixture of isomers) and ii) purified γ-HCH isomer commercially known as lindane. HCH isomers were classified as a dangerous organic contaminant due to their persistence in the environment and acute toxicity. Uncontrolled application and inappropriate handling of HCH led to contamination of soils, biota and waters. Highly contaminated areas with HCH were reported in Japan, Canada, South Africa, India, Argentina, Germany, Eastern Europe, Greece and United States. The need to remedy these contaminated sites, led to development of new technologies such as bioremediation processes, which have advantages over traditional methods. Actinobacteria is a diverse phylum characterized by its metabolic versatility. Within actinobacteria, genus Streptomyces is recognized by its biotechnological potential. Physiological and genetic features of this genus make it more appropriate for bioremediation processes compared with other bacteria. Streptomyces sp. M7, isolated from a highly polluted area in Tucumán (Argentina), is able to remove lindane from liquid culture media and different kind of soils. Nevertheless, degradation pathway used by this strain was not elucidated. Complete degradation pathway of lindane was only proposed in the genus Sphingobium although its metabolic context was never considered. In this study, the ability of Streptomyces sp. M7 to use α- and β-HCH isomers as a carbon source and remove them from the culture medium was determined. It was observed that M7 is also able to remove α-, β- and γ-HCH isomers when they are together in the culture medium. Chloride ions released into the culture medium and metabolic intermediates during the degradation of the α- and β-HCH isomers were determined. Moreover, we used MS-based label-free quantitative proteomic, RT-qPCR and exhaustive bioinformatic analysis to understand lindane degradation and its metabolic context in Streptomyces sp. M7. We identified the proteins involved in the up-stream degradation pathway, which are the responsible for initial dechlorination of the lindane molecule. In addition, proteomic results demonstrated that mineralization of lindane is feasible since proteins from an unusual down-stream degradation pathway were also identified. Degradative steps were supported by an active catabolism that supplied energy and reducing equivalents in the form of NADPH. To our knowledge, this is the first study in which degradation steps of an organochlorine compound and metabolic context are elucidate in a biotechnological genus as Streptomyces. These results serve as basement to study other degradative actinobacteria and to improve the degradation processes of Streptomyces sp. M7.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Estudio de la remoción del isómero α-hexaclorociclohexano por Streptomyces sp. M7

La utilización de plaguicidas organoclorados (POs) ocasionó serios problemas de contaminación ambiental. Entre los POs se destaca el hexaclorociclohexano (HCH), que abarca varios isómeros. Este plaguicida fue detectado en elevadas concentraciones en la provincia de Tucumán (Argentina), lo que evidencia la contaminación ambiental. El objetivo del presente trabajo fue determinar condiciones óptimas de temperatura y pH inicial para la remoción del isómero α- HCH como única fuente de carbono en medio líquido. También se analizó el efecto del incremento de la concentración del plaguicida, como además, el efecto de mezclas de isómeros del HCH sobre la remoción. Para ello se determinaron los contenidos residuales del isómero en sobrenadantes de cultivos, a distintos períodos de tiempo, por medio de cromatografía gaseosa, liberación de iones cloruros mediante un método turbidimétrico y biomasa por medio de peso seco. Los resultados demostraron que Streptomyces sp. M7 removió un 79% de α- HCH a 30 ºC y pH 7 determinados como las condiciones óptimas. Se determinó la misma capacidad de remoción al incrementar la concentración de α-HCH. El microorganismo fue capaz de remover todos los isómeros presentes en la mezcla, pero en menor proporción en comparación con α-HCH en forma individual. Se puede concluir que Streptomyces sp. M7 fue capaz de remover el isómero α-HCH en distintas condiciones fisicoquímicas, por lo que podría ser considerado como un potencial agente para biorremediar ambientes Contaminados con estos plaguicidas.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sáez, Juliana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaXXII Jornadas de Jóvenes InvestigadoresValparaísoChileUniversidad de Playa AnchaAsociación de Universidades Grupo Montevide

Actinobacteria as bio-tools for removing and degrading α-, β- and γ-hexachlorocyclohexane

The organochlorine insecticide γ-hexachlorocyclohexane (γ-HCH), also called lindane, and its non-insecticidal isomers α- and β- continue generating serious environmental and health concerns, although their use has been restricted or completely banned. Therefore, the removal of pesticides from the environment, or their transformation into less toxic compounds is a topic of research interest worldwide. This chapter discusses the potential of actinobacteria, mainly those belonging to the Streptomyces genus, to remove the isomers of hexachlorocyclohexane under different physicochemical conditions. Furthermore, the optimal pH and temperature conditions for the removal of hexachlorocyclohexane by regional Streptomyces strain (Streptomyces sp. M7) are presented. This chapter also reports the ability of this actinobacterium to remove a mixture composed of α-, β- and γ-HCH (lindane), which is important considering that multiple isomers are normally present in contaminated sites. This chapter highlights the ability of actinobacteria to remove α-, β-, and γ-HCH isomers from liquid and soil systems, under a diverse set of physicochemical conditions and postulates actinobacteria as potential agents to bioremediate environments contaminated with organochlorine pesticides.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Tortella, Gonzalo. Universidad de La Frontera; ChileFil: Cuozzo, Sergio Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Biodegradación del Hexaclorociclohexano por Streptomyces sp. M7: Efecto de los parámetros físico-químicos en la remoción de los isómeros α-, β-, γ-HCH por Streptomyces sp. M7

El hexaclorociclohexano (HCH) es un plaguicida organoclorado que engloba a un conjunto de ocho isómeros de posición. El producto sintetizado se llama HCH técnico (t-HCH) y consiste en una mezcla de cinco isómeros en distintas proporciones, es decir, α-(60-70%), γ-(12-16%), β-(10-12%), δ-(6-10%) y ε-(3-4%). Es un compuesto cuyo uso esta prohibido en la mayoría de los países, ya que actúa como carcinógeno y se acumula en el ambiente debido a su elevada estabilidad molecular. Se entiende a la biorremediación como el uso de organismos vivos, o parte de estos, para degradar, remover y/o transformar contaminantes ambientales. La biorremediación llevada acabo por actinobacterias es de gran interés científico debido a su diversidad metabólica necesaria para biodegradar los contaminantes como el hexaclorociclohexano. Streptomyces sp. M7 demostró la capacidad utilizar los isómeros α-, β- y γ-HCH como sustrato para su crecimiento y por lo tanto de removerlo del medio de cultivo liquido en distintas condiciones fisicoquímicas. Por otra parte, se identificaron intermediarios metabólicos durante la biodegradación del isómero α-HCH. Estos resultados sugieren que Streptomyces sp. M7 tiene un gran potencial para poder ser utilizado como agente biorremediador de ambientes contaminados con los distintos isómeros del hexaclorociclohexano.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sáez, Juliana María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Cuozzo, Sergio Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Label-free proteomic analysis of the hexachlorocyclohexane-degrading actinobacteria Streptomyces sp. M7

The increment of the global population and subsequently the increasing demand of food has promoted the use of pesticides such as hexachlorocyclohexane (HCH). HCH is a chlorinated pesticide used to protect crops from vector borne diseases. Large-scale production and the extensive use of this compound led to deterioration of environmental quality owing to its persistence in the environment. Over the last years, bacteria-mediated degradation of toxic organic compounds has become in an effective biotechnological process. Streptomyces sp. M7 was isolated from polluted sediments in the province of Tucumán, Argentina. Several physiological studies demonstrated the ability of M7 to remove HCH and highlighted the potential of this strain to be used in bioremediation processes. Degradation pathways for HCH and organochlorine compounds in general, are unknown in Actinobacteria. So far, a mechanism for the degradation of HCH was only proposed in Sphingobium japonicum. MS-based proteomics have become a powerful tool to elucidate and understand the mechanisms that underlie physiological processes. In the present work we used a MS-based, label-free, and quantitative proteomic approach as a starting point for understanding the degradation pathway for HCH in our strain. M7 proteome showed 293 proteins that were significantly up-regulated in the presence of HCH. Key enzymes involved in the dechlorination of HCH (LinA; LinB and LinC) were identified. In addition, 8 proteins assigned to the xenobiotic degradation category could be involved in the so called downstream degradation pathway of HCH. Proteomic results support the physiological capacity of Streptomyces sp. M7 to degrade hexachlorocyclohexane. In turn, the obtained results will allow to postulate a degradative pathway for this bacterium.Fil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Cuozzo, Sergio Antonio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaReunión Conjunta de Sociedades de Biociencias; LXII Reunión Anual de la Sociedad Argentina De Investigación Clínica; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina De Inmunología; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina De Farmacología Experimental; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina De Investigación Bioquímica Y Biología Molecular; Reunión Anual de la Sociedad Argentina De Fisiología; XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina De ProtozoologíaCiudad Autónoma de Buenos AiresArgentinaSociedad Argentina De Investigación Bioquímica Y Biología MolecularSociedad Argentina De Investigación ClínicaSociedad Argentina De FisiologíaSociedad Argentina De ProtozoologíaSociedad Argentina De Farmacología ExperimentalSociedad Argentina de InmunologìaSociedad Argentina de AndrologíaSociedad Argentina de BiofísicaSociedad Argentina de BiologíaSociedad Argentina de Hematologí

Chromium(VI) reduction inStreptomycessp. M7 mediated by a novel Old Yellow Enzyme

Old Yellow Enzymes play key roles in several cellular processes and have become an important family of enzymes withbiotechnological potential. One of the major challenges of biotechnology consists of the bioremediation of co-polluted soilswith organic and inorganic compounds. In co-contaminated areas, chromium normally exists in its more toxic and carcinogenicform Cr(VI). Microorganisms can reduce this metal to the insoluble and less toxic Cr(III).Streptomycessp. M7 is a strain able toefficiently bioremediate polluted soils withγ-hexachlorocyclohexane and Cr(VI). The complete degradation pathway for γ-hexachlorocyclohexane was recently elucidated in this strain. In the present work, we confirmed the ability ofStreptomycessp.M7 to eliminate a high percentage of Cr(VI) from a synthetic culture medium. After a transcriptional study in the presence ofCr(VI), we also report the molecular cloning of a gene coding for an Old Yellow Enzyme with chromate reductase activity. Ourresults suggest that the elimination of Cr(VI) byStreptomycessp. M7 is directly related to the activity of this Old Yellow Enzyme.The importance of our work is in identifying for the first time an Old Yellow Enzyme with chromate reductase activity inStreptomycesand Actinobacteria. Finding this enzyme helps understand chromium homeostasis inStreptomycessp. M7, inaddition to opening a new research window related to Old Yellow Enzymes from Actinobacteria.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Guerrero, Daiana. Universidad Nacional de Tucumán. Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia; ArgentinaFil: Alvarez, Analia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Dávila Costa, José Sebastián. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; Argentin

Utilización de fuentes de carbono alternativas en la producción de lípidos aptos para la generación de biodiesel por Rhodotorula glutinis R4

El biodiesel es una mezcla de ésteres metílicos derivados de los ácidos grasos (FAME) presentes en los aceites vegetales. La producción de aceites microbianos como fuente de triglicéridos para la obtención de biodiesel posee numerosas ventajas y surgió como respuesta a la actual crisis energética. En nuestro laboratorio, se aislaron diversas levaduras oleaginosas de origen antártico, principalmente del género Rhodotorula. Las mismas pueden acumular cantidades significativas de lípidos neutros de almacenamiento (~60%, p/p) con un perfil de ácidos grasos apto para la síntesis de biodiesel. La composición del medio de cultivo afecta el crecimiento, la síntesis de lípidos y la composición de ácidos grasos que presentan sus aceites. Así, en el presente trabajo se planteó evaluar y comparar la producción de lípidos a partir de dos fuentes alternativas de carbono: glicerol crudo (subproducto de la producción industrial de biodiesel) y melaza en Rhodotorula glutinis R4. Para ello, la levadura se cultivó en un medio de cultivo con exceso de carbono y limitante en nitrógeno (GMY). El medio GMY a base de glucosa (40 g/L) se utilizó como control de crecimiento y acumulación de lípidos. Para evaluar las fuentes alternativas de carbono, la glucosa fue reemplazada por glicerol y melaza a una concentración equivalente (40 g/L). Los cultivos fueron inoculados en una proporción 1/10 (v/v) e incubados a 25 ºC y 250 rpm durante 120 h. A diferentes tiempos se determinó el crecimiento y la producción de lípidos. Los mayores valores de biomasa alcanzados con la utilización de melaza y glicerol fueron de 21,3 y 12,2 g/L respectivamente, a las 120 h de incubación. Mientras, en presencia de glucosa, el mayor crecimiento del microorganismo se observó a las 48 h con un valor de 10,3 g/L. En cuanto a la producción de lípidos totales, los máximos valores obtenidos fueron de 8,7 y 5,7 g/L utilizando melaza y glicerol, respectivamente, a las 120 h. Estos valores representan una acumulación de lípidos del 40,1% para melaza y del 46,8% para el caso del glicerol. Asimismo, la presencia de triglicéridos en los lípidos obtenidos se reveló cualitativamente mediante cromatografía en capa fina (TLC) y se demostró que R4 es capaz de sintetizarlos a partir de las diferentes fuentes de carbono. Posteriormente, los aceites fueron convertidos en FAME mediante transesterificación ácida. Las mezclas de FAME obtenidas mostraron perfiles similares al del biodiesel comercial utilizado como control. Los resultados demostraron el potencial de R. glutinis R4 para producir aceites aptos para la síntesis de biodiesel a partir de melaza y glicerol, sustratos más económicos que la glucosa, siendo el glicerol crudo la fuente de carbono alternativa que generó mayor acumulación de lípidos. Asimismo, se demostró la factibilidad de obtener biodiesel a partir de los aceites de R. glutinis R4.Fil: Sineli, Pedro Eugenio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Angelicola, María Virginia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Castellanos, Lucia Ines. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaFil: Viñarta, Silvana Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Tucumán. Planta Piloto de Procesos Industriales Microbiológicos; ArgentinaIII Jornadas de microbiología sobre temáticas específicas del NOASan Miguel de TucumánArgentinaAsociación Argentina de Microbiologí