Adaptace cytoplazmatické membrány neprodukčního kmene Bacillus subtilis k surfaktinu.

Abstract

Adaptace cytoplazmatické membrány neprodukčního kmene Bacillus subtilis 168 k surfaktinu Surfaktin, jedna z nejúčinnějších povrchově aktivních látek a antibiotikum, je sekundární metabolit bakterií rodu Bacillus. Díky amfipatické povaze interaguje surfaktin s membránovou dvojvrstvou, což vede k její destabilizaci a permeabilizaci. Nabízí se tedy otázka jak se producent surfaktinu toxickému působení této látky brání; mechanizmus rezistence producenta k surfaktinu není doposud znám. Hlavním cílem této diplomové práce byla proto charakterizace adaptivnívh procesů v cytoplazmatické membráně neprodukčního kmene B. subtilis 168, ke kterým dochází v přítomnosti surfaktinu. Kultivace B. subtlis probíhala na živném agaru s přídavkem surfaktinu, který byl získán z produkčního kmene B. subtilis ATCC 21332. Bylo zjištěno, že 400 g surfaktinu/ml inhibuje růst bakterií B. subtilis 168, zatímco 300 g surfaktinu/ml růst stimuluje. Nejprve procházejí obě bakteriální kultury tří hodinovou lag fázi, po které následuje exponenciální růst, a to pomalejší u inhibiční koncentrace a urychlený u stimulační koncentrace surfaktinu oproti kontrole. V přítomnosti obou koncentrací surfaktinu se v cytoplazmatické membráně bakterií zvýšilo zastoupení fosfatidylserinu. Změny zaznamenané na povrchu memrány byly provázeny radikální obměnou...

Cytoplasmic membrane adaptation to surfactin in Bacillus subtilis 168 non-producing strain Surfactin, the most potent surface active compound and antibiotic is produced by bacteria of the genus Bacillus. Surfactin interacts with membrane bilayers, that results in destabilization and permeabilization of this structure. However mechanism of surfactin self-resistance in the producer's membrane is not understood. The aim of this study was to characterize the adaptive processes occurring at the level of cytoplasmic membrane of surfactin non-producing strain B. subtilis 168, which was exposed to exogenously added surfactin during the exponential phase of growth. The cultivation protocol of B. subtilis growth on agar media plates supplemented with surfactin was developed. Two surfactin concentrations that inhibit (400 g/ml) and even stimulate (300 g/ml) the growth of B. subtilis 168 strain were assessed. Surfactin brought about the growth arrest for 3 hours and the restored growth rate decreased in the case of inhibitory concentration, whereas the stimulatory concentration increased the growth rate and resulted in higher final density of the population. TLC was performed to analyze the polar head groups of membrane phospholipids. The portion of phosphatidylserine was found to increase at both surfactin...