Estudio proteómico de Saccharomyces cerevisiae ATCC 32051 expuesta a metales pesados

Abstract

Los metales pesados afectan profundamente los sistemas biológicos ya sea porque son esenciales o porque son tóxicos cuando están presentes en cantidades excesivas. Empleando una multiplicidad de mecanismos de homeostasis los microorganismos desempeñan un importante papel en la captación de metales tóxicos del medio ambiente. Estos mecanismos son componentes naturales de los ciclos biogeoquímicos y de potencial importancia tanto en procesos de biorremediación {in situ} como {ex situ}. El objetivo del presente estudio fue evaluar la expresión diferencial de proteínas intracelulares de {Saccharomyces cerevisiae} ATCC 32051 expuesta a Cr(VI) y Cu(II).Se trabajó con una cepa de colección {S. cerevisiae} ATCC 32051 la cual se cultivó en medio EG (g/L: Glucosa 10; K_2HPO_4 0,25; KH_2PO_4 0,125; MgSO_4 0,1; extracto de Levadura 1) suplementado con 30 ppm de Cr(VI) o Cu(II), concentraciones correspondiente al 50% de la CIM obtenida para cada uno de los metales en estudio. Para extraer las proteínas intracelulares se trabajó con la fracción celular de {S. cerevisiae} obtenida por centrifugación de un medio de cultivo líquido en presencia y ausencia (Co) de cada metal después de 48h (Cu(II)) y 72h (Cr(VI)) de incubación, correspondientes a la fase exponencial de crecimiento.Las proteínas citosólicas se obtuvieron por ruptura celular con N_2 líquido y separación de los restos celulares por centrifugación. Se determinó la concentración de proteínas por método de Bradford y se liofilizó un volumen correspondiente a 300µg de de las mismas. Las muestras se analizaron mediante ?shotgun proteomics? utilizando nanoUHPLC-ESI-MS/MS. El análisis bioinformático se realizó utilizando la base de datos de Swiss-Prot específica para {S. cerevisiae} y MASCOT v2.5.1. El análisis comparativo de expresión proteica de las muestras se realizó por medio de ProteoIQ v2.8.Se logró identificar un total 871 proteínas, de las cuales 74 proteínas eran solo expresadas por las células control (Co); 23 proteínas se encontraron en presencia de Cr(VI) y 95 proteínas cuando la levadura creció en presencia de Cu(II). Las 382 proteínas restantes eran compartidas por {S. cerevisae} en las tres condiciones de cultivo. A partir de los resultados de proteoIQ se observó que tanto en presencia de Cu(II) como Cr(VI) se sobre-expresaron proteínas ribosomales, pero solo en presencia de Cu(II) aumentó la expresión de proteínas con actividad oxidorreductasa, entre las que se pueden destacar proteínas de choque térmico, Superoxido dismutasa y Glutatión Reductasa.Los resultados demuestran que las células expuestas a Cu(II) obtuvieron la ventaja de soportar condiciones desfavorables, mientras que en las células expuestas a Cr(VI) se observó una disminución de la expresión de proteínas importantes para la reparación y el funcionamiento celular. Esta respuesta observada se condice con la disminución de la viabilidad y resistencia a los metales obtenidos en trabajos previos.