In vitro culture assays with Halamphora luciae. Different mass spectrometry techniques applied for the characterization of carbohydrates and proteome

Abstract

La diatomea bentónica Halamphora luciae del estuario de Bahía Blanca fue seleccionada como especie apta para el cultivo masivo con fines industriales. Se evaluó el crecimiento de cultivos unialgales axénicos en medios de cultivo f/2 con distintos balances de nitrógeno:fósforo. La capacidad de carga de la población y la tasa de crecimiento disminuyeron en los medios carenciados de P (f/2-P) o N (f/2-N). En f/2-P aumentaron la movilidad celular, la secreción de sustancias poliméricas extracelulares y la actividad fosfatasa alcalina mientras que en f/2-N solo aumentó la relación superficie/volumen. El tamaño de las areolas se redujo en ambos medios carenciados. Mediante espectrometría de masa MALDI-TOF se demostró el incremento del peso molecular de los fragmentos de la crisolaminarina con el envejecimiento del cultivo y la incubación en f/2-P y f/2-N. Finalmente, se registraron cambios en el proteoma en las tres condiciones de cultivo. En los medios carenciados se destacan: la reducción de proteínas plastidiales, el incremento de enzimas de la biosíntesis de crisolaminarina coincidente con el mayor grado de polimerización de este polisacárido registrado por MALDI, la mayor abundancia de AcetilCoA carboxilasa y V-ATPasas conjuntamente con el mayor contenido de lípidos y aumento de volumen de las vacuolas lipídicas. Los resultados obtenidos sugieren el aprovechamiento de esta diatomea como una especie oleaginosa.The benthic diatom Halamphora luciae isolated from the Bahía Blanca mudflat was obtained in of unialgal axenic cultures and assayed for growth in f/2 media with different nitrogen:phosphorus balances. Carrying capacity and growth rate of the population decreased in P (f/2-P) and N (f/2-N) depleted media. In f/2-P there were an increment in cellular motility, secretion of extracellular polymeric substances and alkaline phosphatase activity, while in f/2-N only a higher area/volume ratio was registered. Areolae size diminished in both nutrient depleted media. Higher molecular weight fragments of chrysolaminarin were detected by means of MALDI-TOF MS in aging cultures and under P and N depletion. Finally, the proteome was characterized in all growth conditions. Namely, in nutrient depleted media there was a diminution in plastid proteins, accompanying plastid reduction and disorganization, a higher abundance of enzymes of the biosynthesis of chrysolaminarin coinciding with the higher degree of polymerization of the polysaccharide observed in MALDI spectra, increase in AcetylCoA carboxylase and V-ATPases in concomitance with higher lipid content and bigger lipid vacuoles. The results suggest that this diatom can be exploited as an oleaginous species.Fil: Daglio, Yasmin. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono; Argentin