Análisis comparativo del secretoma de Aspergillus brasiliensis obtenido en cultivo líquido y sólido Público Deposited

Aspergillus brasiliensis tiene una alta similitud con Aspergillus niger, productor de ácido cítrico y de una amplia gama de enzimas; lo que lo hace un microorganismo de interés industrial. Generalmente, la caracterización de diversos microorganismos se realiza en cultivo líquido. El cultivo sólido presenta ventajas sobre el cultivo líquido, como: baja represión catabólica y menor inhibición por sustrato, pero la mayoría de los estudios comparativos se han enfocado en proteínas específicas, generalizando los resultados para diversas condiciones. Es por esto, que se caracterizó el secretoma de A. brasiliensis en ambos sistemas de cultivo para ampliar el panorama de los procesos que se realizan en la célula a partir de todas las proteínas expresadas en un tiempo y condición determinada. Se usó glucosa a diferentes concentraciones, para evitar la inducción de proteínas por azúcares específicos, permitiendo identificar aquellas proteínas que participan en el crecimiento a altas concentraciones de sustrato. En la primera sección del escrito, se presenta el efecto de la concentración del medio sobre las variables analizadas. Los valores de los parámetros cinéticos de la producción de CO2 fueron mayores en cultivo sólido, y a su vez, la producción de proteína se relacionó con el nivel de ramificación de las hifas. El secretoma fue más complejo en cultivo sólido que en cultivo líquido, identificando 242 y 62 proteínas, respectivamente; y clasificadas como únicas, abundantes no reguladas y reguladas. El primero grupo constó de 17 y 87 proteínas en cultivo líquido y sólido, respectivamente. En el segundo grupo, el número de proteínas abundantes no reguladas fue mayor en cultivo líquido (22) que en cultivo sólido (9). Y en el último grupo, 146 proteínas se regularon por aumentar la concentración de glucosa en cultivo sólido, y 23 proteínas en cultivo líquido. También, las proteínas se clasificaron por su metabolismo/función principal, sobresaliendo proteínas asociadas al metabolismo de carbohidratos y redox, principalmente en cultivo sólido. De igual manera, un alto número de proteínas intracelulares se identificó en cultivo sólido, éstas podrían ser proteínas moonlighting y candidatas para el estudio de mecanismos de secreción no convencional. En una segunda sección, la comparación de la ramificación y la concentración de proteína de ambos cultivos con 60 g/L, no mostró diferencias significativas, sin embargo, el número de proteínas en cultivo sólido incrementó 1.4 veces. Por lo tanto, A. brasiliensis secreta un complejo sistema de proteínas que disminuyen las condiciones de estrés, optimizan el crecimiento y remodelamiento de la pared celular, así como, aquellas que permiten incrementar la secreción de proteínas, ya sea por vía convencional o no convencional en cultivo sólido, mientras que, en cultivo líquido, las proteínas secretadas sólo permiten el mantenimiento de la célula.

Aspergillus brasiliensis has higher similarity with Aspergillus niger, producer of citric acid and a wide range of enzymes; making this microorganism of industrial interest. Generally, the characterization of diverse microorganisms is carried out by submerged fermentation. Solid-state fermentation presents advantages over submerged fermentation, such as: lower carbon catabolite repression and substrate inhibition, but the majority of comparative studies have been focused on specific proteins, generalizing the results to different conditions. For this reason, the secretome of A. brasiliensis was characterized in both systems of culture to extend the outlook of the processes that are done in the cell from of point all the expressed proteins in a specific time and condition. Glucose was used at different concentrations to avoid the induction of proteins by specific sugars, allowing the identification of those proteins that participate in the growth at higher substrate concentrations. The first section of this work presents the effect of the concentration of media on the analyzed variables. The values of the kinetic parameters of CO2 production were greater in solid-state fermentation, and in turn, the production of protein was linked with the level of branching of the hyphae. The secretome was more complex in solid-state fermentation than submerged fermentation, with a total of 242 and 62 identified proteins, respectively; which were classified as unique, non-regulated abundant and regulated. In the first group, 17 and 87 proteins were found in submerged and solid-state fermentation, respectively. In the second group, the number of nonregulated abundant proteins was greater in submerged fermentation (22) than solid-state fermentation (9). In the last group, 146 proteins were regulated to increase the glucose concentration in solid-state fermentation, with 23 proteins in submerged fermentation. All proteins were classified for their metabolism and main function, exceling proteins associated with carbohydrate and redox metabolism, mainly in solid-state fermentation, these proteins could be moonlighting proteins and candidates to study the non-conventional secretion mechanisms. In the second section, the comparison of the branching and protein concentration of both cultures with 60 g/L, did not showed significant differences, however, the number of proteins in solid-state fermentation increased 1.4-fold. Thus, A. brasiliensis secreted a complex system of proteins that reduce the stress conditions, optimize the growth and remodeling of cell wall, and allow increase the secretion of proteins either by conventional or non-conventional pathway in solid-state fermentation, while in submerged fermentation, the secreted proteins only allow the maintenance of cell.

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  • 2020
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Última modificación: 09/28/2022
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