Caracterización fisiológica y molecular de Microbacterium paraoxydans aislada de pozas de Cuatrociénegas, Coahuila
DOI:
https://doi.org/10.19136/era.a10nNEIII.3627Palabras clave:
biodiversidad, enzimas, extremófilos, metabolitos, microorganismosResumen
El valle de Cuatrociénegas posee una importante reserva ecológica compuesta por diversas pozas y dunas ricas en sales de calcio y magnesio. La biocenosis perteneciente al valle presenta un alto nivel de endemismo y biodiversidad. Esta diversidad microbiana es de interés biotecnológico debido a los diversos mecanismos metabólicos que emplean estos microorganismos para adaptarse y crecer en las condiciones desérticas extremas. El objetivo del estudio fue caracterizar fisiológica y molecularmente una bacteria aislada de una poza de
Cuatrociénegas, conocer su capacidad enzimática y determinar su potencial biotecnológico.
Se caracterizó morfológicamente, se determinaron crecimientos óptimos de pH, temperatura y concentraciones de sales; se estudió su capacidad enzimática y producción de metabolitos por HPLC; se identificó por la técnica de reacción de la polimerasa (PCR); se realizó la separación de proteínas mediante electroforesis en gel de poliacrilamida (1D SDS-PAGE),
y una búsqueda de enzimas. El análisis por PCR indicó que corresponde a Microbacterium
paraoxydans. Es un bacilo Gram positivo, con pigmentación amarilla. Creció en un amplio rango de temperaturas (15 a 37 °C), de pH (5 a 9), y concentraciones de sales de hasta 5%, se considera halófila moderada. Fermentó glucosa, sacarosa y manitol; positiva para
la enzima lisina descarboxilasa. El cromatograma del HPLC mostró dos señales, que corresponden al ácido pirúvico y/o ácido cítrico y un carotenoide. El gel 1D SDS-PAGE
mostró bandas proteicas con pesos moleculares de 20 a 250 kDa. Estos microorganismos producen diversos metabolitos con potencial para el desarrollo de nuevos bioproductos o
bioprocesos.
Descargas
Referencias
Akbulut S, Baltaci MO, Adiguzel G, Adiguzel A (2022) Identification and potential biotechnological characterization of lactic acid bacteria isolated from white cheese samples. Journal of Pure and Applied Microbiology 16: 2912-2922.
Arocha-Garza HF, Canales-Del Castillo R, Eguiarte LE, Souza V, De la Torre-Zavala S (2017) High diversity and suggested endemicity of culturable Actinobacteria in an extremely oligotrophic desert oasis. PeerJ 5: e3247. DOI: 10.7717/peerj.3247.
Bhatia RK, Ullah S, Hoque MZ, Ahmad I, Yung-Hun Y, Bhatt AK, Bhatia SK (2021) Psychrophiles: A source of cold-adapted enzymes for energy efficient biotechnological industrial processes. Journal of Environmental Chemical Engineering 9(1): 104607. DOI: 10.1016/j.jece.2020.104607.
Blötz C, Stülke J (2017) Glycerol metabolism and its implication in virulence in Mycoplasma. FEMS Microbiology Reviews 41: 640 652.
Bonilla-Salinas MP, Fardeau ML, Cayol JL, Casalot L, Patel BKC, García JL, Ollivier B (2004) Petrobacter succionatimandens gen. nov., sp. nov., a moderately thermophilic, nitrate-reducing bacterium isolated from a Australian oil well. International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 54: 645-649.
Cabrera MA, Blamey JM (2018) Biotechnological applications of archaeal enzymes from extreme environments. Biological Research 51: 37. DOI: 10.1186/s40659-018-0186-3.
Cervantes-De la Cruz K, Cordero-Tercero G, Gómez-Maqueo Y, Lozada-Chávez I, Montoya L, Ramírez-Jiménez SI (2020) Astrobiology and Planetary Sciences in Mexico. In: Souza V, Segura A, Foster J (eds) Astrobiology and Cuatro Ciénegas Basin as an analog of early earth. Cuatro Ciénegas Basin: An endangered hyperdiverse oasis. Springer, Cham. Switzerland. pp: 31-74.
De-Avila-Montiel G, Realpe-Jiménez A, Duran-Ariza JE, Acevedo-Morantes M, Bonfante-Alvarez HY (2016) Bioconversión de glicerol a dihidroxiacetona usando un proceso fed-batch mediante fermentación con Gluconobacter oxydans. Ingeniería, Investigación y Tecnología 17: 331-341.
Delgado-García M, Contreras-Ramos SM, Rodríguez JA, Mateos-Díaz JC, Aguilar CN, Camacho-Ruíz RM (2018) Isolation of halophilic bacteria associated with saline and alkaline-sodic soils by culture dependent approach.Heliyon 4(11): e00954. DOI: 10.1016/j.heliyon.2018.e00954.
Duhan P, Bansal P, Rani S (2020) Isolation, identification and characterization of endophytic bacteria from medicinal plant cordifolia. South African Journal of Botany 134: 43-49.
Gao S, Zhang A, Ma D, Zhang K, Wang J, Wang X, Chen K (2022) Enhancing pH stability of lysine decarboxylase via rational engineering and its application in cadaverine industrial production. Biochemical Engineering Journal 186. DOI: 10.1016/j.bej.2022.108548.
García-Reza IE, Carillo-Reyes A, Castañeda-Gaytán G, Britton-Stanford C, Rioja-Paradela TM (2021) Análisis espacial (1986-2019) de las pozas del Valle de Cuatro Ciénegas, Coahuila, México. En: Herrera-Salazar (ed) Biodiversidad y ecología mexicana: Nuevos conocimientos y tecnologías para los retos actuales. Universidad Juárez del Estado de Durango. México. pp: 85-89.
Gomez-Lunar Z, Vázquez-Rosas M, Ponce-Soto GY, Moreno-Letelier A, Olmedo-Alvarez G, Eguiarte LE, Souza V (2018) How Divergent Is the Cuatro Ciénegas Oasis? Genomic studies of microbial populations and niche differentiation. In: Souza V, Olmedo-Álvarez G, Eguiarte L (eds) Cuatro Ciénegas ecology, natural history and microbiology. Cuatro Ciénegas Basin: An Endangered hyperdiverse oasis. Springer, Cham. pp: 57-71.
Ji H, Wang J, Guo J, Li Y, Lian S, Guo W, Yang H, Kong F, Zhen L, Guo L, Liu Y (2016) Progress in the biological function of alpha-enolase. Animal Nutrition 2: 12-17.
Khan I, Qayyum S, Maqbool F, Mujaddad-ur-Rehman, Hayat A, Sharif Farooqui M (2017) Microbial organic acids production, biosynthetic mechanism and applications-Mini review. Indian Journal of Geo Marine Sciences 46: 2165-2174.
Klepinin A, Zhang S, Klepinina L, Rebane-Klemm E, Terzic A, Kaambre T, Dzeja P (2020) Adenylate Kinase and Metabolic Signaling in Cancer Cells. Frontiers in Oncology 10: 660. DOI: 10.3389/fonc.2020.00660.
Kour D, Rana KL, Kaur T, Singh B, Chauhan SV, Kumar A, Rastegari AA, Yadav N, Yadav AN, Gupta VK (2019) Extremophiles for hydrolytic enzymes productions: Biodiversity and potential biotechnological applications. In: Molina G, Gupta V, Singh B, Gathergood N (eds) Bioprocessing for biomolecules production. Wiley. USA. pp: 321-372. DOI: 10.1002/9781119434436.
Kulkarni YS, Liao Q, Petrovi´c D, Krüger DM, Strodel B, Amyes TL, Richard JP, Kamerlin SCL (2017) Enzyme Architecture: Modeling the operation of a hydrophobic clamp in catalysis by triosephosphate isomerase. Journal of the American Chemical Society 139: 10514-10525.
Kumar G (2018) Principle and method of silver staining of proteins separated by sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis. Methods in Molecular Biology 1853: 231-236.
Liu D, Hu R, Zhang J, Guo HB, Cheng H, Li L, Borland AM, Qin H, Chen JG, Muchero W, Tuskan GA, Yang X (2021) Overexpression of an agave phosphoenolpyruvate carboxylase improves plant growth and stress tolerance. Cells 10(3): 582. DOI: 10.3390/cells10030582.
Maleki N, Eiteman M (2017) Recent progress in the microbial production of pyruvic acid. Fermentation 3(8): 1-17. DOI: 10.3390/fermentation3010008.
Mandakovic D, Cintolesi A, Maldonado J, Mendoza SN, Aïte M, Gaete A, Saitua F, Allende M, Cambiazo V, Siegel A, Maass A, González M, Latorre M (2020) Genome-scale metabolic models of Microbacterium species isolated from a high altitude desert environment. Scientific Reports 10: 5560. DOI: 10.1038/s41598-020-62130-8.
Matsumoto H, Haniu H, Komori N (2019) Determination of protein molecular weights on SDS-PAGE. In: Kurien B, Scofield R (eds) Electrophoretic separation of proteins. Methods in molecular biology. Humana Press. New York, NY. pp: 101-105.
Meddeb-Mouelhi F, Moisan JK, Bergeron J, Daoust B, Beauregard M (2016) Structural characterization of a novel antioxidant pigment produced by a photochromogenic microbacterium oxydans strain. Applied Biochemistry and Biotechnology 180: 1286-1300.
Medina-Chávez NO, De la Torre-Zavala S, Arreola-Triana AE, Souza V (2020) Cuatro Ciénegas as an Archaean Astrobiology Park. In: Souza V, Segura A, Foster J (eds) Astrobiology and Cuatro Ciénegas basin as an analog of early earth. Cuatro Ciénegas Basin: An Endangered hyperdiverse oasis. Springer. Cham. Switzerland. pp: 219-228.
Merino N, Aronson HS, Bojanova DP, Feyhl-Buska J, Wong ML, Zhang S, Giovanelli D (2019) Living at the extremes: extremophiles and the limits of life in a planetary context. Frontiers in Microbiology 10: 780. DOI: 10.3389/fmicb.2019.00780.
Meurer F, Bobrownik M, Sadowski G, Held C (2016) Standard Gibbs energy of metabolic reactions: I. Hexokinase reaction. Biochemistry 55: 5665-5674. DOI:10.1021/acs.biochem.6b00471.
Mishra S, Chen S, Saratale GD, Saratale RG, Ferreira LFR, Bilal M, Bharagava RN (2021) Reduction of hexavalent chromium by Microbacterium paraoxydans isolated from tannery wastewater and characterization of its reduced products. Journal of Water Process Engineering 39. DOI: 10.1016/j.jwpe.2020.101748.
Montiel-González C, Bautista F, Delgado C, García-Oliva F (2018) The Climate of Cuatro Ciénegas Basin: Drivers and Temporal Patterns. In: Souza V, Olmedo-Alvarez G, Eguiarte L (eds) Cuatro Ciénegas ecology, natural history and microbiology, Cuatro Ciénegas basin: An endangered hyperdiverse oasis. Springer. Cham. Switzerland. pp: 35-42.
Musa NN, Yusof NZ (2019) Chemical and physical parameters affecting bacterial pigment production. Materials Today. Proceedings 9: 1608-1617.
Nuryana I, Andriani A, Lisdiyanti P, Yopi (2019) Analysis of organic acids produced by lactic acid bacteria. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 251: 012054. DOI: 10.1088/1755-1315/251/1/012054.
Ojha S, Mishra S, Kapoor S, Chand S (2013) Synthesis of hexyl α-glucoside and α-polyglucosides by a novel Microbacterium isolate. Applied Microbiology and Biotechnology 97(12). DOI: 10.1007/s00253-013-4855-4.
Ojha S, Kapoor S, Mishra S (2017) Carotenoid production by a novel isolate of Microbacterium paraoxydans. Indian Journal of Microbiology 58: 118-122.
Ortiz-Cortés LY, Valseca-Ozuna SE, Macal-de la Cruz FDR, Ventura-Canseco C, Abud-Archila M, Porras-Ruiz L (2019) Primer reporte de bacterias termo alcalofilas del manantial "Los Banos del Carmen", Venustiano Carranza, Chiapas, México. AGROProductividad 12: 33-37.
Poli A, Finore I, Romano I, Gioiello A, Lama L, Nicolaus B (2017) Microbial diversity in extreme marine habitats and their biomolecules. Microorganisms 5(25). DOI: 10.3390/microorganisms5020025.
Qian X, Xu W, Xu J, Shi Q, Li J, Weng Y, Jiang Z, Feng L, Wang X, Zhou J, Jin H (2017) Enolase 1 stimulates glycolysis to promote chemoresistance in gastric cancer. Oncotarget 8: 47691-47708.
Segura A, Ramírez-Jiménez SI, Lozada-Chávez I (2020) What Is Astrobiology? In: Souza V, Segura A, FosterJ (eds) Astrobiology and Cuatro Ciénegas basin as an analog of early earth. Cuatro Ciénegas basin: An endangered hyperdiverse oasis. Springer. Cham. Switzerland. pp: 1-30.
Souza V, Eguiarte LE (2018) In the beginning, there was fire: Cuatro Ciénegas Basin (CCB) and the long history of life on earth. In: Souza V, Olmedo-Álvarez G, Eguiarte L (eds) Cuatro Ciénegas ecology, natural history and microbiology. Cuatro Ciénegas basin: An endangered hyperdiverse oasis. Springer. Cham. Switzerland. pp: 21-33.
Taboada B, Isa P, Gutiérrez-Escolano AL, Del Angel R, Ludert JE, Vázquez-Salvador N, Tapia A, Chávez P, Garrido E, Espinosa-García AC, Eguiarte LE, López S, Souza V, Arias C (2018) The viral structure of the Cuatro Ciénegas Basin, a unique oasis in Northern Mexico, reveals a highly diverse population at a small geographic scale. Applied and Environmental Microbiology 84(11). DOI: 10.1128/AEM.00465-18.
Tian T, Chen G-Y, Zhang H, Yang FQ (2021) Personal Glucose Meter for α-Glucosidase Inhibitor Screening Based on the Hydrolysis of Maltose. Molecules 26(15): 4638. DOI: 10.3390/molecules26154638.
UniProt (2017) UniProtKB - A0A1H1W321 (A0A1H1W321_9MICO). https://www.uniprot.org/uniprot/A0A1H1W 321. Fecha de consulta: 27 de junio de 2021.
UniProt (2021) UniProtKB - A0A1H1QCX5 (A0A1H1QCX5_9MICO). https://www.uniprot.org/uniprot/A0A1H1QCX5. Fecha de consulta: 28 de junio de 2021.
Valdivia-Anistro JA, Eguiarte-Fruns LE, Delgado-Sapién G, Márquez-Zacarías P, Gasca-Pineda J, Learned J, Elser J, Olmedo-Alvarez G, Souza V (2016) Variability of rRNA Operon Copy Number and Growth Rate Dynamics of Bacillus Isolated from an Extremely Oligotrophic Aquatic Ecosystem. Frontiers in Microbiology 6. DOI: 10.3389/fmicb.2015.01486.
Yi Z, Cao X, Li H, Jian H, Xu X, Yu L, Tang X (2020) Genomic analysis of Microbacterium sediminis YLB-01T reveals backgrounds related to its deep-sea environment adaptation. Marine Genomics 56: 100818. DOI: 10.1016/j.margen.2020.100818.
Descargas
Publicado
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2023 Ecosistemas y Recursos Agropecuarios
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.
1. Política propuesta para revistas de acceso abierto
Los autores/as que publiquen en esta revista aceptan las siguientes condiciones:
1. Los autores/as conservan los derechos de autor y ceden a la revista el derecho de la primera publicación, con el trabajo registrado con la licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir igual 4.0 .de atribución de Creative Commons, que permite a terceros utilizar lo publicado siempre que mencionen la autoría del trabajo y a la primera publicación en esta revista.
2. Los autores/as pueden realizar otros acuerdos contractuales independientes y adicionales para la distribución no exclusiva de la versión del artículo publicado en esta revista (p. ej., incluirlo en un repositorio institucional o publicarlo en un libro) siempre que indiquen claramente que el trabajo se publicó por primera vez en esta revista.
3. Se permite y recomienda a los autores/as a publicar su trabajo en Internet (por ejemplo en páginas institucionales o personales) antes y durante el proceso de revisión y publicación, ya que puede conducir a intercambios productivos y a una mayor y más rápida difusión del trabajo publicado (vea The Effect of Open Access).
Este trabajo está sujeto a una licencia internacional Creative Commons Reconocimiento-No comercial-Compartir igual 4.0 .
