Stresové proteiny cytoplazmatické membrány Bacillus subtilis

Abstract

Stresové proteiny cytoplazmatické membrány Bacillus subtilis Grampozitivní bakterie Bacillus subtilis žije ve svrchních vrstvách půdy, kde se často setkává s výkyvy osmolarity a pH, změnami teploty či koncentrace živin. Během evoluce byly vyvinuty mechanizmy, které bakteriím pomáhají se s těmito nepříznivými vlivy vyrovnávat. Mezi ně patří i tzv. obecná stresová odpověď. Při ní dochází ke zvýšení exprese přibližně 150 genů, jejichž produkty zvané GSP (obecné stresové proteiny) minimalizují poškození buněk. Přestože je známa velikost, struktura a regulace mnoha stresových proteinů, informace o membránových stresových proteinech často chybí. V naší studii jsme se zaměřili na membránový proteom Bacillus subtilis 168 trp2-. Buňky byly během svého růstu vystaveny dlouhodobému (20 h) působení pH 5,0; resp. přítomnosti 3% v/v etanolu 30 minut. K rostoucím buňkám byl 30 minut před ukončením kultivace přidán L-[35 S]-methionin. Po dosažení střední exponenciální fáze růstu byly bakterie rychle zfiltrovány a izolovány cytoplazmatické membrány. Izolované membránové frakce byly analyzovány dvojrozměrnou elektroforézou. Z jednotlivých růstových situací byly provedeny 4 paralelní gely a porovnány s membránovým proteomem bakterií rostoucích za optimálních podmínek (tj. v komplexním médiu o pH 7,0 a teplotě 40řC). K...

Stress proteins in the cytoplasmic membrane fraction of Bacillus subtilis A primary habitat of the Gram-positive bacterium Bacillus subtilis is the upper layer of the soil. Within this ecosystem, B. subtilis experiences a wide variety of environmental challenges and nutrient limitations that induce several mechanisms to help the cells to survive. A process known as a general stress response belongs among them. Expression of about 150 genes is enhanced and their products called general stress proteins (GSP) minimize the cell damage. Although the size and structure, as well as the regulation, of many stress proteins have been fairly well elucidated the information about stress membrane proteins is very limited. We characterized the membrane proteome of Bacillus subtilis 168 trp2- exposed to acidic pH and ethanol. Cells were 1) grown under optimum conditions in complex medium (pH 7.0) at 40řC with aeration; 2) grown in complex medium at pH 5.0 for 20 hours or 3) challenged with 3% v/v ethanol for 30 minutes during exponential growth. The cultures were harvested in the mid-exponential phase by rapid filtration. Isolated membrane fractions were analysed by an optimized two-dimensional gel electrophoresis. Two alternative methods of protein detection were compared: silver staining and radioactive labeling with...