Identificação de proteínas microbianas produzidas durante a digestão anaeróbia de matéria orgânica.

Abstract

No decorrer do tratamento biológico de efluentes, junto à degradação de poluentes os micro-organismos produzem diferentes biomacromoléculas (BMM) que diminuem a qualidade do efluente. Dentre eles, destacam-se as substâncias poliméricas extracelulares (EPS) e os produtos microbianos solúveis (SMP). Apesar da importância desses compostos no desempenho do tratamento, sua caracterização molecular (origem e composição) é ainda incipiente. Nesse sentido, esse trabalho tem como objetivo analisar proteínas envolvidas na degradação anaeróbia de matéria orgânica. Para a análise de proteínas SMP produzidas durante o crescimento microbiano (associadas à utilização do substrato - UAP), foram testadas seis diferentes condições operacionais variando substrato, razão alimento/micro-organismo e temperatura. Quanto à fração dos SMP associada à fase endógena (BAP), o substrato foi omitido. O sobrenadante dos ensaios foi coletado e suas proteínas caracterizadas. Com o intuito de identificar a origem das proteínas encontradas em solução (se provenientes de lise celular ou hidrólise de EPS), foram extraídas proteínas intracelulares e da matriz extracelular. Todas as amostras foram submetidas à separação por SDS-PAGE e/ou identificação por LC-MS/MS. Os perfis de bandas apresentados pelas amostras de EPS mostram que a grande maioria é comum a todos os extratos e que essas apresentam, em geral, alta massa molecular. Entre as proteínas SMP, apesar de existirem proteínas comuns a todos os ensaios, nota-se as proteínas liberadas parecem ser relacionadas com as condições externas. A comparação das amostras supracitadas com proteínas oriundas de lise celular permitiu sugerir que proteínas SMP de baixa massa molecular seriam possivelmente originadas da hidrólise de EPS. Quanto às proteínas identificadas, entre os SMP, foram encontrados indicativos da presença de proteínas originadas de lise celular (proteína de camada S, proteíno-quinase e proteína ribossomal). Quanto às amostras de extratos celulares, foram identificadas proteínas relacionadas à aderência celular (MrkA, OmpA), responsáveis pela mobilidade celular (flagelina) e envolvidas na degradação de substratos (glicerol-desidrogenase). Muitos dos espectros obtidos, apesar de apresentarem perfil típico de fragmentação de peptídeos, não retornaram resultados positivos, evidenciando a necessidade da construção de bancos de dados genômicos para amostras naturais. Dentro de nosso conhecimento, esse é o primeiro trabalho a identificar proteínas SMP, mostrando aplicabilidade de técnicas proteômicas para o entendimento da microbiologia de sistemas de tratamento biológico.