Análisis ómico del estrés generado por ácidos dicarboxílicos en Corynebacterium Glutamicum

Resumen

Corynebacterium glutamicum es una actinobacteria, con forma de bacilo gram positivo, no esporulado, no mótil, que a menudo se encuentra en parejas en forma de “V” o en agrupaciones empalizadas. Su genoma tiene un alto contenido G+C, mayor al 50%. Como microorganismo de utilidad industrial presenta ventajas innatas tales como: no ser patógena (GRAS), alta producción de biomasa, no se autolisa cuando su crecimiento se reprime, su metabolismo sigue activo aún bajo anaerobiosis. En base a lo anterior, se ha explorado su potencial de como biofactoría de los ácidos aspártico, fumárico, málico, itacónico y succínico. Estos ácidos han sido considerados por el departamento de energía de Estados Unidos como compuestos químicos de gran interés, ya que pueden derivarse a una amplia variedad de productos químicos de alto valor añadido. El presente trabajo de investigación doctoral básicamente se encargó de evaluar y caracterizar la tolerancia de C. glutamicum a estos ácidos dicarboxílicos para los que se proyecta como productora industrial. Se definió el valor de la Concentración Mínima Inhibitoria (CMI) de cada ácido que podía tolerar la bacteria sin previo periodo de adaptación, así se definieron valores de 75 g/l para los ácidos fumárico, succínico e itacónico, 60 g/l para el ácido málico y 120 g/l para el ácido aspártico. La morfología microscópica se vió alterada frente a la CMI de todos los ácidos. El pH del medio de cultivo CGXII suplementado con cada ácido, se vió alcalinizado en el caso de los ácidos fumárico, málico y succínico. Mediante un análisis de las proteínas citosólicas, hecho por la metodología 2D-DIGE, se observó una respuesta común de C. glutamicum a todos los ácidos que comprendió la sobreexpresión de proteínas de respuesta a estrés osmótico, térmico, ácido, oxidativo, además de proteínas involucradas en el metabolismo de aminoácidos y carbohidratos. Adicionalmente, se observaron patrones de expresión diferencial de proteínas muy particulares para el caso de los ácidos málico y aspártico. En base a la caracterización de la expresión de proteínas frente a los 5 ácidos, se formularon varios mutantes en búsqueda de una cepa que tolerara mejor la CMI de los 5 ácidos, obteniéndose así un resultado positivo para un mutante con una deleción del regulador del metabolismo del carbono, RamB.