Mecanismos moleculares envolvidos na capacidade de tolerância ao estresse ácido de Rhizobium freireie - Tullio, Leandro Datola (2016)
O pH é o principal determinante da diversidade microbiana do solo. Rhizobium freirei é um notável endossimbionte de feijão e reconhecido por sua elevada capacidade de tolerância a estresses ambientais, como o pH ácido. O objetivo deste trabalho foi analisar alterações na expressão gênica, em nível transcricional e traducional, de R. freirei cultivada em pH ácido. A bactéria foi cultivada em caldo TY até alcançar a fase exponencial em pH 6,8 e pH 4,8 e, submetida à extração de proteínas totais. As proteínas foram separadas por eletroforese bidimensional e os perfis proteicos obtidos foram analisados em imagens de alta resolução. Os spots diferencialmente expressos (p ≤ 0,05) foram selecionados para análise em espectrometria de massa e identificação in silico. A expressão diferencial dos genes gshB, gstA e ropB foi analisada após 0, 30 e 60 min de exposição de R. freirei ao pH ácido. De acordo com os resultados, o principal mecanismo de tolerância de R. freirei ao pH ácido parece estar associado à alteração de vias metabólicas centrais, devido ao aumento na expressão de proteínas envolvidas com vias oxidativas (ZwF, KDPG e PckA), relacionadas ao Ciclo do Ácido Tricarboxílico. A maior expressão destas enzimas sugere um aumento no consumo de carboidratos e consequente formação de NADH, que pode ser corroborado pelo aumento na expressão da subunidade NuoC do Complexo 1 da cadeia respiratória, que cataliza a conversão de NADH em NAD+ acoplada ao transporte de prótons para o periplasma, reduzindo a acidificação citosólica. O Complexo 1 é considerado o principal formador de radical superóxido, além disso a maior expressão das enzimas antioxidativas AhpC e GstA em nível traducional, bem como a maior expressão de gstA em nível transcricional, sugere fortemente que o pH ácido induz ao estresse oxidativo em R. freirei. Por outro lado, a menor expressão da proteína AccC pode estar relacionada a um direcionamento do metabolismo central ao consumo de ácidos em detrimento à biossíntese de ácidos graxos, processo em que AccC é fundamental. A menor expressão da subunidade β do Complexo ATPase (AtpD) pode estar direcionada à redução na acidificação do pH interno, por meio da diminuição na entrada de prótons. Tal abrangência de vias metabólicas envolvidas sugere que a resposta adaptativa ao pH ácido possui caráter multigênico, cuja predominância de proteínas citoplasmáticas reforça a importância do metabolismo central para sua capacidade de tolerar pH acidificado. Ao contrário de trabalhos que enfocam genes ou mecanismos específicos de tolerância, nossos resultados mostraram, pela primeira vez, que o metabolismo central parece ser o principal mecanismo de tolerância ao pH ácido em R. freirei e que há fortes indícios da correlação entre estresse ácido e oxidativo.