Modificaciones en la envoltura de Lactobacillus casei durante el crecimiento bajo estrés osmótico

• Autores: Palomino, María Mercedes
• Año de publicación: 2011
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Ruzal, Sandra M.
• Materia: LACTOBACILLUS CASEI; PARED CELULAR; ACIDOS TEICOICOS; ESTRES OSMOTICO; LACTOBACILLUS CASEI; CELL WALL; TEICHOIC ACIDS; OSMOTIC STRESS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

Este trabajo de Tesis se estructura en seis capítulos que tienen como objetivos estudiar los cambios a nivel de envoltura de Lactobacillus casei BL23, una bacteria Gram positiva, a través del análisis bioquímico y genético, cuando las células son sometidas a estrés osmótico empleando alta concentración de NaCl. Se verificó una diferencia en la sensibilidad a la lisis enzimática en la condición de crecimiento en alta sal (N), y se muestra que dos factores contribuyen a este efecto dado por una mayor permeabilidad de la enzima facilitando su acceso a su sustrato, asociado con un menor nivel de polímeros aniónicos (WTA y LTA) y una diferencia en los niveles de D- alanilación de estos y una disminución en el grado de entrecruzamiento del PG en las paredes de las células asociado a una actividad diferencial de HMW y LMW PBP. El estudio genético avala los resultados bioquímicos que demostraron una disminución tanto en el contenido de polímeros aniónicos como en el grado de D-alanilación de los mismos. La expresión génica de los genes responsables de la D-alanilación de los ácidos teicoicos (dltA y dltC) demostró una disminución de la actividad transcripcional durante el crecimiento en alta sal. La expresión del gen de síntesis de LTA (yfnI) también marcó una disminución durante el crecimiento en esta condición. Los cambios en el contenido como así también en el nivel de sustitución por ésteres de D- Alanina de ácidos teicoicos durante el crecimiento en estrés osmótico conducen a efectos pleiotrópicos que incluyen: 1) Mayor sensibilidad frente a antimicrobianos de naturaleza catiónica (Nisina) y glicopéptidos con blanco de acción la pared celular (Vancomicina) 2) Mayor capacidad de formación de Biofilm sobre superficies artificiales 3) Aumento en el pegado o “ binding” de cationes bivalentes La construcción y análisis de una mutante dltA que muestra una disminuida capacidad de crecimiento en alta sal, confirma la sospecha del rol de la D-alanilación en la capacidad de respuesta frente al estrés omótico. De los resultados obtenidos se desprende una aplicación, un nuevo método para la electroporación de las especies de Lactobacillus que consiste esencialmente en el debilitamiento de la pared celular a partir del crecimiento en condiciones de alta sal. 5 Con este nuevo método se obtienen mayores eficiencias comparadas con los métodos convencionales de electroporación y puede ser extensivo a otras especies del género Lactobacillus que muestren una fragilización de la pared como consecuencia del estrés osmótico.
The aim of this thesis was to study the changes of envelope of Lactobacillus casei BL23, a Gram positive bacteria, through biochemical and genetic analysis, when cells are subjected to osmotic stress using high concentration of NaCl. It shows difference in susceptibility to enzymatic lysis when growth was carried in high salt condition (N). Two factors contribute to this effect, first an increased permeability of the enzyme by facilitating access to its substrate. It is associated with a lower level of anionic polymers (WTA and LTA) and a difference in the level of D-alanilation of these ones and secondly a decrease in the degree of PG cross-linking in cell walls associated with differential activity of HMW and LMW PBP. The genetic study supports biochemical results that showed a decrease in the content of LTA and the level of D-alanilation. Gene expression studies of genes for D-Alanilation of teichoic acids (dltA and dltC) showed a decrease in the transcriptional activity during growth in high salt. yfnI (LTA synthesis) showed a decreased as well in this condition. The changes in content as well as the level of D-Alanine substitution in teichoic acid during growth in high salt condition leads to pleiotropic effects including: 1) Increased sensitivity to cationic antimicrobials (nisin) and glycopeptides with target action the cell wall (vancomycin) 2) Increased capacity of biofilm formation on artificial surfaces 3) Increased binding of divalent cations The construction and analysis of a dltA mutant showing a decreased ability to grow in high salt, confirmed the important role of the D-alanilation in the stress osmotic response. An application was suggested from the results. A new method for electroporation of Lactobacillus species based on the cell wall weakening resulting from growth in high salt media. The new method showed higher efficiencies compared with conventional methods of electroporation and could be extended to other species of Lactobacillus with a cell wall weakening as a result of osmotic stress.
Fil: Palomino, María Mercedes. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.