Tesis > Documento


Ver el documento (formato PDF)   López, Claudia S..  "Caracterización físico-química de la membrana de Bacillus subtilis frente al estrés osmótico : relevancia de los fosfolípidos aniónicos en la osmorrespuesta"  (2002)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
URL:
     
Resumen:
La respuesta de las bacterias al estrés osmótico es actualmente de gran interés debido a los aspectos importantes de su aplicación. La mayoría de los estudios realizados en procariotas se han focalizado sobre la regulación genética y sobre aspectos fisiológicos de la adaptación a la alta osmolaridad. El comportamiento de las envolturas no ha sido prácticamente estudiado, sin embargo, existen diversas evidencias que sugieren que la composición de las envolturas celulares posee un rol importante durante el mecanismo de osmosensado. El objetivo de este trabajo fire el de estudiar el efecto del estrés osmótico sobre la estructura y composición bioquímica y biofisica de las membranas de Bacillus subtilis YB886 utilizando diferentes enfoques como la bioquímica, espectroscopía de fluorescencia y biología molecular. En esta tesis demostramos que se producen importantes variaciones en la composición de lípidos polares y de ácidos grasos (AG) durante la adaptación de B. subtilis. Entre los principales fosfolípidos presentes en la membrana de esta especie, se observó que cuando la bacteria es crecida en medios hipersalinos se produce una disminución en el contenido de fosfatidilglicerol de 40 a 31% y un aumento en el de cardiolipina de 24 a 46%. Además de las variaciones observadas a nivel del grupo polar de los lípidos, se determinó un cambio significativo en la composición de AG entre las diferentes condiciones de cultivo. Las células crecidas en el medio hipersalino presentan una marcada disminución en el contenido de AG saturados ramificados y un aumento en el de los saturados lineales. Asimismo, se observó un aumento en el contenido de los AG monoinsaturados, los cuales representan un 6% bajo condiciones normales de crecimiento y alcanzan un 18% en estrés osmótico. Con el objetivo de caracterizar la estructura y dinámica de la membrana, se utilizaron diferentes técnicas espectroscópicas. Se determinó que en respuesta al estrés osmótico se produce un aumento en el empaquetamiento de los lípidos de las membranas, hecho que fue evidenciado por medio de las tres sondas fluorescentes utilizadas. No obstante, esta variación no se observó en los liposomas preparados con los lípidos extraídos a partir de las células, indicando que el aumento en el empaquetamiento de los lípidos depende de la presencia de las proteínas de membrana. En este trabajo también se determinó que en las membranas de B. subtilis otras propiedades fisicas de la membrana, como la hidratación de la interfaz, cambia en fimción de la osmolaridad del medio exterior. Además, se construyeron diversas cepas mutantes para la biosíntesis de fosfolípidos. Los resultados obtenidos demostraron la importancia de los lípidos aniónicos (cardiolipina y fosfatidilglicerol específicamente) en la adaptación al estrés osmótico en esta especie. Nuestros resultados indican que la interrupción del gen cls2 provoca una deficiencia total en la síntesis de cardiolipina, sugieriendo que el producto del gen cls2 es la principal cardiolipina síntasa en esta especie. En esta tesis se demostró por primera vez los cambios biofisícos y bioquímicos que se producen en la membrana de B. subtilis en respuesta al estrés osmótico. Estos cambios serian indispensables para contrarrestar el desbalance osmótico presente entre las células y el medio externo.

Abstract:
Bacterial response to osmotic stress is of current and increasing interest due to the important aspects of its applications. Most of the studies on prokaryotes have centered on genetic regulation and physiological aspects of their adaptation to high osmolarity. The behavior of the envelopes has been practically unexplored; nevertheless, several evidences suggest that the cell envelope composition plays an important role during the osmosensing mechanism. The aim of the present work was to study the effect of osmotic stress on the biochemical and biophysical parameters of structure and composition of the Bacillus subtilis YB886 membrane using different approaches such as biochemistry, fluorescence spectroscopy and molecular biology. In this thesis we demonstrated that there are important variations in membrane polar lipid composition and fatty acids (FA) during osmoadaptation in B. subtilis. Among the major phospholipids present in the B. subtilis membrane, a decrease in phosphatidylglycerol content from 40 to 31%, and an increase in cardiolipin content from 24 to 46% were observed when the bacteria were grown in hypsaline medium. In addition to the variations observed at the polar group level, the FA composition, in particular, showed a significant change between different growth conditions. Bacterial growth in hypertonic medium resulted in a remarkable decrease in the branched-chain saturated FA content, and an increase in straight-chain saturated FA. There was also a significant increase of unsaturated FA, which represented 6% in normal conditions and reached 18% during osmotic stress. In order to characterize membrane structure and dynamics, different spectroscopic techniques were used. Bacteria growth in hyperosmotic media evoked an increase in the lipid packing in isolated whole membranes, fact that was evidenced by the three fluorescent probes used. However, this effect was not observed in liposomes prepared with the extracted bacterial lipids indicating that it was strongly dependent on the presence of membrane proteins. In this work we also indicate that in B. subtilis membranes, other physical properties as interface hydration change as a function of the external medium osmolarity. In addition, several mutants for phospholipids biosynthesis were constructed. We demonstrated the importance of anionic lipids (cardiolipin and phosphatidylglyerol specifically) for the adaptation of this specie to osmotic stress. Our results indicated that the interruption in gene cls2 resulted in a complete deficiency in cardiolipin synthesis, suggesting that B. subtilis cls2 gene product to be the major cardiolipin synthase. In our knowledge this is the first report about the biophysical and biochemical adaptation of the B. subtilis membranes to osmotic stress. These changes would be indispensable to counteract the osmotic imbalance between the cells and the external medium.

* A este resumen le pueden faltar caracteres especiales. Consulte la versión completa en el documento en formato PDF

Registro:
Título : Caracterización físico-química de la membrana de Bacillus subtilis frente al estrés osmótico : relevancia de los fosfolípidos aniónicos en la osmorrespuesta    
Autor : López, Claudia S.
Director : Rivas, Emilio A.
Año : 2002
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Facultad de Medicina. Instituto de Biología Celular y Neurociencias Dr. E. De Robertis
Departamento de Química Biológica (DQB). Laboratorio de Microbiología
Grado obtenido : Doctor en Ciencias Biológicas
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_3515_Lopez
Idioma : Español
Area Temática : Biología / Microbiología
Biología / Bioquímica
Palabras claves : BACILLUS SUBTILIS; ESTRES OSMOTICO; LIPIDOS ANIONICOS; MICROVISCOSIDAD DE LA MEMBRANA; CARDIOLIPINA; BACILLUS SUBTILIS; OSMOTIC STRESS; ANIONIC LIPIDS; MEMBRANE MICROVISCOSITY; CARDIOLIPIN
URL al Documento : 
URL al Registro : 
hola chau _gs.DocumentHeader_ chau2 _documentheader_ chau3
Estadísticas:
     http://digital.bl.fcen.uba.ar
Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales - Universidad de Buenos Aires
Intendente Güiraldes 2160 - Ciudad Universitaria - Pabellón II - C1428EGA - Tel. (54 11) 4789-9293 int 34