Proteômica de Chromobacterium violaceum submetida à microgravidade simulada

dc.contributor.advisorMedeiros, Silvia Regina Batistuzzo de
dc.contributor.advisorIDpt_BR
dc.contributor.authorSantos, Jonathas Diego Lima
dc.contributor.authorIDpt_BR
dc.contributor.referees1Lima, Daniel Chaves de
dc.contributor.referees1IDpt_BR
dc.contributor.referees2Santos, Elizeu Antunes dos
dc.contributor.referees2IDpt_BR
dc.contributor.referees3Souza, Gustavo Antonio de
dc.contributor.referees3IDpt_BR
dc.contributor.referees4Pfenning, Magnolia de Araújo Campos
dc.contributor.referees4IDpt_BR
dc.date.accessioned2018-03-23T11:23:51Z
dc.date.available2018-03-23T11:23:51Z
dc.date.issued2017-12-15
dc.description.abstractChromobcterium violaceum (C.violaceum) is a Gram-negative bacteria, which has been found at tropical and subtropical regions, considered a free living model organism. Some proteomic studies performed with this bacterium have demonstrated its ability to adapt to environmental challenges such as high iron concentration and oxidative stress exposure. However, no study was made with this specie submitted to simulated microgravity (SMG), that is, under conditions in which the gravity is artificially reduced to less than 1xg. MGS studies may be important in understanding the molecular-level modulations undergone by living organisms. Therefore, the aim of this study was to characterize the response of C. violaceum, as free-living model organism, cultured at MGS, using proteomics techniques in order to understand how this bacterium response to this stress. The SMG was achieved by rotating the vessel around the horizontal axis perpendicular to the gravitational vector in Rotating Cell Culture Systems (RCCS4). SMG was conducted at a speed of 40 rpm for a period of 12 hours to obtain the growth curve every 2 hours. Total protein extraction was made in two times: 5 and 12 hours, corresponding to early (MG5) and late (MG12) exponential phase, respectively, taking the growth curve as a reference. After trypsinization, samples were analyzed with Q-TOF mass spectrometer. As a result a total of 212 proteins during 5h of growth and 192 at 12h were detected, of which 144 of them were common in both periods. We detected 155 proteins during MG5, from which 18 proteins were upregulated, 19 down-regulated and 17 proteins were exclusive when compared to GN5. In the proteome obtained in 12h of growth, 165 proteins were identified in normal gravity (GN12) and 173 in MG12, of which, 17 were upregulated, 22 were downregulated and 28 expressed only in MG12 condition. In addition, it was possible to identify 25 proteins with unknown function in MG5 and MG12. Using computational tools it was possible to construct networks of protein-protein interactions (PPI) and sub-networks containing group of proteins with correlated functions, to analyze metabolic pathways, biological processes, genomic context and search for conserved domains and homologous sequences of proteins with unknown function . As a result, we identified sub-networks related to protein biosynthesis, transcription regulation and translation, stress response and energetic metabolism, we conclude that the cellular responses associated with differential expression induced by MGS led to a decrease in the growth of C. violaceum, accompanied by the negative regulation of proteins related to transcriptional, translational and energy release by aerobic pathways and by the positive regulation of proteins involved in oxidative stress, anaerobic pathway and cell survival.pt_BR
dc.description.resumoChromobcterium violaceum (C. violaceum) é uma bactéria Gram-negativa, encontrada em regiões tropicais e subtropicais, considerada organismo modelo de vida livre. Alguns estudos proteômicos realizados com esta bactéria demonstraram sua capacidade de adaptação a desafios ambientais, como alta concentração de ferro e exposição ao estresse oxidativo. No entanto, nenhum estudo foi feito com esta espécie submetida à microgravidade simulada (MGS), ou seja, em condições em que a gravidade é artificialmente reduzida para menos de 1xg. Estudos MGS podem ser importantes para entender as modulações em nível molecular sofridas pelos organismos vivos. Portanto, o objetivo deste estudo foi caracterizar a resposta de C. violaceum, como organismo modelo de vida livre, cultivado em MGS, usando técnicas de proteômica para entender como a bactéria responde a esse estresse. A MGS foi conseguida por meio da rotação do vessel ao redor do eixo horizontal perpendicular ao vetor gravitacional nos sistemas de cultura de células rotativas - Rotating Cell Culture Systems – (RCCS4). MGS foi conduzido a uma velocidade de 40 rpm por um período de 12 horas para obter a curva de crescimento a cada 2 horas. Proteínas totais foram extraídas de amostras de cultura de células bacteriana coletada às 5 e 12 horas, correspondendo as fases exponenciais inicial (MG5) e tardia (MG12), respectivamente, tendo a curva de crescimento como referência. Após a tripsinização, as amostras foram analisadas em espectrômetro de massas Q-TOF. Como resultado um total de 212 proteínas durante às 5h de crescimento e 192 às 12h foram detectadas, das quais 144 delas foram comuns em ambos os períodos. No proteoma de C. violaceum obitido em 5h de crescimento 195 proteínas foram identificadas em gravidade normal (GN5) e 155 proteínas foram identificadas em MG5, sendo 18 upreguladas, 19 downreguladas e 17 expressas somente na condição de MG5. No proteoma obtido em 12h de crescimento, 165 proteínas foram identificadas em gravidade normal (GN12) e 173 em MG12, das quais, 17 foram upreguladas, 22 downreguladas e 28 expressas somente na condição de MG12 Além disso, foi possível identificar 25 proteínas com função desconhecida em MG5 e MG12. Utilizando ferramentas computacionais foi possível construir redes de interações proteína-proteína (PPI) e as sub-redes contendo grupo de proteínas com funções correlacionadas, analisar vias metabólicas, processos biológicos, contexto genômico e busca por domínios conservados e sequências homólogas de proteínas com função desconhecida. Como resultado, identificamos sub-redes relacionadas com a biossíntese de proteínas, regulação da transcrição e tradução, resposta ao estresse e metabolismo energético, concluímos que as respostas celulares associadas à expressão diferencial induzida pela MGS levaram à diminuição do crescimento de C. violaceum, acompanhado pela regulação negativa de proteínas relacionadas com processos transcricionais, traducionais e liberação de energia por vias aeróbicas e pela regulação positiva de proteínas envolvidas no estresse oxidativo, na via anaeróbica e na sobrevivência celular.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.identifier.citationSANTOS, Jonathas Diego Lima. Proteômica de Chromobacterium violaceum submetida à microgravidade simulada. 2017. 152f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Biociências, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24946
dc.languageporpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM BIOQUÍMICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectBactériapt_BR
dc.subjectExpressão diferencialpt_BR
dc.subjectProteômica shotgun e rede de interaçãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BIOQUIMICApt_BR
dc.titleProteômica de Chromobacterium violaceum submetida à microgravidade simuladapt_BR
dc.typedoctoralThesispt_BR

Arquivos

Pacote Original

Agora exibindo 1 - 1 de 1
Carregando...
Imagem de Miniatura
Nome:
ProteômicaChromobacteriumViolaceum_Santos_2017.pdf
Tamanho:
8.51 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Carregando...
Imagem de Miniatura
Baixar