Bioquímica y Bioquímica Analítica

Abstracto

Congreso de Biotecnología 2015: La influencia de las condiciones de crecimiento (temperatura y suministro de oxígeno) en la sorción de manganeso (II) por Lactococcus lactis var. lactis viable y esterilizada en autoclave NCIMB 6681 - Sandra Borkowska Heurtaux - Glasgow Caledonian University

Sandra Borkowska-Heurtaux, Colin Hunter y Alistair Sutherland

El manganeso (II) es un elemento esencial necesario para el crecimiento y desarrollo normal de humanos, animales y plantas, sin embargo tiene una tendencia a acumularse en algunos organismos, lo que lleva a un nivel más alto, potencialmente tóxico, dentro de la cadena alimentaria. Las propiedades de sorción de Mn2+ de Lactococcus lactis var. lactis, una bacteria no patógena ampliamente utilizada en la industria láctea, se estudiaron en función de cuatro condiciones de crecimiento: Las células se cultivaron aeróbicamente y con oxígeno reducido a 30 °C y 37 °C. Además, se compararon las propiedades de biosorción de células vivas y autoclavadas. L. lactis mostró una capacidad muy competitiva para absorber Mn2+ durante 5 días y las desviaciones de pH en las suspensiones experimentales demostraron una participación de los mecanismos de intercambio iónico en la sorción de Mn2+. La viabilidad de L. lactis durante los experimentos de sorción se estudió mediante diluciones seriadas y métodos de recuento en placa, observándose la mayor disminución en el número de células a las 24 y 72 horas de tiempo de contacto. La capacidad de sorción de L. lactis viva cultivada bajo cuatro condiciones diferentes hacia Mn(II) varió de 34 a 50 mg/gdw. La biomasa autoclavada mostró una capacidad de sorción mucho menor (20 a 39 mg/gdw), pero este rango está entre las capacidades de eliminación más altas hacia Mn2+ observadas en estudios previos utilizando varias biomasas (no vivas). Los resultados obtenidos son el primer informe que muestra la sorción de Mn2+ por células viables y autoclavadas de L. lactis en función de diferentes condiciones de crecimiento y cargas de metal. También se encuentra entre los primeros trabajos que investigan la diferencia entre células microbianas viables y muertas. Bacteriocina ST34BR, un pequeño polipéptido de 2,9 kDa entregado por Lactococcus lactis subsp. lactis ST34BR, impide el desarrollo de Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus casei, Pseudomonas aeruginosa y Staphylococcus aureus. El stock MRS, aclimatado a un pH de 6,0, produjo 6.400 AU/ml, en contraste con las 400 AU/ml registradas en el stock BHI, el stock M17, el 10% (p/v) de leche de soja y el 8% y 10% (p/v) de melaza. A un pH de 4,5, se obtuvieron tan solo 800 AU/ml. En vista de investigaciones similares en el stock MRS, sin nitrógeno natural, enriquecido con varias mezclas de triptona, concentrado de carne y extracto de levadura, se distinguió a la triptona como el compuesto nitrogenado estimulante. El desarrollo a la vista de 20 g/l de glucosa, maltosa, manosa o sacarosa produjo niveles de bacteriocina de 6.400 AU/ml, aunque una concentración similar de lactosa y fructosa produjo 3.200 AU/ml y 1.600 AU/ml, respectivamente. No se registró ninguna diferencia en la actividad de la bacteriocina ST34BR en la solución de MRS mejorada con 2 g/l de K2HPO4 y 2 g/l, 5 g/l, 10 g/l o 50 g/l de KH2PO4. Sin embargo, 20 g/l de KH2PO4 aumentó la producción de bacteriocina ST34BR a 12.800 AU/ml. El glicerol a 1 g/l a 10 g/l en la solución de MRS redujo la actividad de la bacteriocina a 3.200 AU/ml, mientras que 20 g/l y 50 g/l produjeron solo 1.600 AU/ml. La presencia de cianocobalamina, ácido L - ascórbico, tiamina y dl - 6,8 μg /mlthioctic corrosive in MRS stock at 1.0 ppm, individually, didn't bring about expanded action levels. (© 2004 WILEY�?�VCH Verlag GmbH and Co. KGaA, Weinheim)Oxygen is a significant determinant of both endurance and mortality of oxygen consuming life forms. For the facultative anaerobe Lactococcus lactis, oxygen effectsly affects both development and endurance. We appear here that oxygen can be helpful to L. lactis if heme is available during circulated air through development. The development time frame is broadened and long haul endurance is particularly improved contrasted with results acquired under the standard aging conditions. We thought about that improved development and endurance could be because of the limit of L. lactis to experience breath. To test this thought, we affirmed that the metabolic conduct of lactococci within the sight of oxygen and hemin is reliable with breath and is most articulated late in development. We at that point utilized a hereditary way to deal with show the accompanying. (I) The cydA quality, encoding cytochrome d oxidase, is required for breath and assumes an immediate job in oxygen usage. cydA articulation is incited late in development under breath conditions. (ii) The hemZ quality, encoding ferrochelatase, which changes over protoporphyrin IX to heme, is required for breath if the forerunner, as opposed to the last heme item, is available in the medium. Shockingly, endurance improved by breath is seen in a superoxide dismutase-inadequate strain, an outcome which underlines the physiological contrasts among maturing and breathing lactococci. These examinations affirm respiratory digestion in L. lactis and propose that this living being might be preferable adjusted to breath over to customary fermentative digestion. The poisonous cell impacts of oxygen are a central point in maturing and mortality. Oxygen poisonousness is ascribed to the action of receptive oxygen species that assault proteins, lipids, and nucleic acids. Impacts of oxygen have been widely concentrated by utilization of bacterial models, chiefly with the facultatively breathing bacterium Escherichia coli.

In this model, breath itself is embroiled as a wellspring of oxidative harm in E. coli. It has been proposed that the shutdown of breath in supplement constrained conditions may diminish responsive oxygen species levels and in this way improve E. coli endurance. Ongoing proof further recommends that endurance is supported by moving cells to anaerobic conditions during passage into fixed stage. Current data on the impacts of oxygen is predominantly founded on breathing living beings. In that capacity, the subject of what anaerobes do within the sight of oxidative pressure has been investigated close to nothing. It is assumed that these creatures adapt to worry similarly as aerobes, then again, actually their barrier frameworks, which may incorporate superoxide dismutases (SODs) and catalases, might be progressively restricted. Be that as it may, there has been no exhibition to date that reactions of anaerobes to an oxidative domain are unsurprising from the conduct of breathing microbes. The impacts of oxygen have been analyzed with Lactococcus lactis, a gram-positive facultative anaerobe with a fermentative digestion that can utilize various sugars to create essentially l-(+)- lactic corrosive. Oxygenation of societies brings about a changed redox state and more prominent NADH oxidase action; as a result, sugar aging is moved toward blended aging, and acidic corrosive, formic corrosive, CO2, ethanol, and acetoin, just as lactic corrosive, are created. Regardless of its grouping as an anaerobe and studies that have concentrated almost altogether on its fermentative digestion, results got around 30 years prior proposed that L. lactis can experience respiratory development, given that heme is added to circulated air through societies; this view was upheld by an exhibition of adjusted metabolic final results, cytochrome arrangement, and hemin-subordinate oxygen take-up. Nonetheless, later investigations of a L. lactis subsp. diacetylactis strain proposed that breath doesn't happen under these conditions, as cytochromes couldn't be recognized.

To date this inquiry has not been additionally investigated, and the results of respiratory development have not been examined. The harmful impacts of oxygen on L. lactis development and endurance have been uncovered by a few examinations under maturation conditions. Development is supposedly restrained by oxygen, and delayed air circulation of lactococcal societies can prompt cell passing and DNA corruption. Oxygen harmfulness might be because of development of hydrogen peroxide and hydroxyl radicals. In contrast to E. coli, L. lactis has a solitary SOD and no catalase. It was discovered that the expansion of exogenous catalase improved endurance of L. lactis cells presented to oxygen. These outcomes recommend that L. lactis may not be completely prepared to withstand the poisonous impacts of an oxidative domain.

Nuestras investigaciones sobre la nocividad del oxígeno nos llevaron a analizar los efectos positivos del aumento de la catalasa exógena en el crecimiento y la supervivencia de L. lactis. Como la catalasa contiene un núcleo de hemo (en el que el hierro está unido a un átomo de porfirina), analizamos inicialmente los efectos del oxígeno en el desarrollo y la supervivencia de L. lactis. Confirmamos que L. lactis es capaz de desarrollarse respiratoriamente, de acuerdo con trabajos anteriores. Las condiciones respiratorias provocan un crecimiento mejorado y un aumento espectacular de la supervivencia a largo plazo en comparación con el crecimiento en condiciones de envejecimiento normales. Los fenotipos observados requieren una calidad de cydA intacta, que codifica la citocromo d oxidasa. En condiciones respiratorias, la maduración se produce durante el desarrollo inicial, mientras que la respiración es más notable durante la fase exponencial tardía. (Una comunicación oral básica sobre la respiración y sus efectos para los lactococos se presentó por primera vez en la Conferencia sobre el ácido láctico en Veldhoven, Holanda, en septiembre de 1999.