Estudo de genes envolvidos no processo de adesão do Acidithiobacillus ferrooxidans em calcopirita (CuFe'S.IND.2')

Abstract

A bactéria acidofílica Acidithiobacillus ferrooxidans é encontrada em ambientes inorgânicos e ácidos tais como depósitos minerais e drenagem ácida de minas, sendo a principal bactéria envolvida na biolixiviação, um processo pelo qual o metabolismo microbiano causa a solubilização do metal contido em minérios que possuam sulfetos metálicos. A adesão da bactéria à superfície do mineral com a subseqüente formação de biofilme é um pré-requisito para a dissolução do sulfeto metálico. Apesar de existirem pesquisas sobre a biogênese, a bioquímica e a regulação da formação de biofilme, o processo primário de adesão e os genes que participam destes processos têm sido pouco estudados nessa espécie bacteriana. O objetivo do presente trabalho foi analisar a adesão e o reconhecimento de grupos tióis na linhagem A. ferrooxidans LR em presença do sulfeto de cobre calcopirita (CuFeS2). Para este fim, foram selecionados onze genes descritos no genoma de A. ferrooxidans ATCC 23270, disponibilizado pela TIGR. Os genes selecionados para este trabalho são: cluster tad (tadA, tadB e tadC) envolvidos na formação de pilus e fimbrias; genes que codificam pilinas do tipo IV; genes pertencentes ao cluster Fe-S e o gene msrA que codifica uma metionina -Ssulfóxido redutase. A análise da expressão destes genes foi realizada por PCR em tempo real. Foi feita uma análise de bioinformática com o objetivo de conhecer o grau de conservação das seqüências das proteínas codificadas pelos genes e a busca de domínios conservados nessas proteínas. Além disso, foi clonada, purificada e caracterizada por métodos biofísicos uma proteína ligante de cluster Fe-S, com o objetivo de avaliá-la futuramente no processo global de biolixiviação. Os resultados de expressão a partir de PCR em tempo real de células livres e aderidas incubadas em presença de calcopirita mostraram...

The acidophilic bacterium Acidithiobacillus ferrooxidans is capable of causing dissolution of metals have been identified in acid mine water and mineral processing plants. Usually this microorganism is found in those places and they have been widely studied in bacterial oxidation and lixiviation in which use inorganic electron donors and fixed carbon dioxide. For this reason has been utilized for enhancing the extraction rates of metals in the ores. The mineralassociated bacteria, adhesion and biofilm formation are critical steps for colonization and subsequent mineral solubilization. Despite research of biogenesis, biochemistry and regulation of biofilm formation has been reported, adhesion process through pilus assembly mechanisms is not studied in this bacterium in spite of related genes involved in the formation of a type IV pilus and tight adherence were identified in thus genome. The objective of this work was to analysis tight adherence, type IV pilus and possibly thiol recognition cluster Fe-S genes expression for time real PCR in planktonic and adhered cells of A. ferrooxidans strain LR incubated in the presence of chalcopyrite. As well, In Silico analysis was realized for genes selected to conservation and conserved domains research. Finally, the Fe-S cluster-binding protein codified by locus Afe_0551 was cloned and expresses to characterize for spectroscopic methods. The results of gene expression revealed to level expression differences in planktonic and adhered cells incubated with chalcopyrite. The genes were unaltered or repressed after 24 h of incubation, however, the expression changed to induction after 20 dyes. Probably, the process of adhesion in first hours of incubation is favored. In the other hand, the Fe-S cluster-binding protein codified by locus Afe_0551 showed high thermal resistance and stability in widen pH range. Far-UV CD measurements showed a high structure... (Complete abstract click electronic access below)