Lactococina 972caracterización genética, modo de acción y optimización de la producción en biorreactores

Resumen

Lactococina 972 es una bacteriocina producida por la cepa Lactococcus lactis subsp.lactis IPLA 972. Los determinantes genéticos necesarios para la producción de la bacteriocina y la inmunidad frente a la misma se sitúan en el plásmido pBL1 (10,9 Kb). En él se diferencian dos regiones flanqueadas por secuencias de inserción ISS1. Esto sugiere que el plásmido podría ser un mosaico generado a partir de la fusión de dos replicones diferentes. Una de las regiones alberga los genes de replicación, y la otra, los genes responsables de la biosíntesis/inmunidad. Estos últimos forman un único operán constituido por el gen de estructural lclA, cuyo producto es un polipéptido de 91 aminoácidos que incluye el péptido señal, y los genes lclB y lclC cuyos productos peptídicos poseen las características de un transportador ABC y están implicados en la inmunidad frente a la bacteriocina. Entre las bacteriocinas producidas por bacterias lácticas, la lactococina 972 posee un modo de acción único ya que inhibe la formación del septo de división, de forma similar al efecto ejercido por determinados antibióticos beta-lactámicos. La detección de las proteínas de unión a penicilina (PBPs) en Lactococcus lactis, especie sensible a la bacteriocina, permitió poner de manifiesto que el blanco al que se une la bacteriocina es PBP4, proteína de 55 kDa. Esta proteína es similar estructuralmente (funcionalmente ?¿) a PBP3 de E.coli, la cual es una transpèptidasa cuya inhibición impide la formación del septo, lo que se traduce en una filamentación de los cultivos. Asimismo, al igual que ciertos antibióticos beta-lactámicos que se unen exclusivamente a PBP3 de E.coli inducen la respuesta SOS, la lactococina 972 induce dicha respuesta en L.lactis. Como consecuencia de la misma, se produce la inducción e profago en la cepa lisogénica L.lactis MG1614, lo que constituye una nueva prueba de la acción de la bacteriocina sobre el homólogo funcional en L.lactis de PBP3. La síntesis de lactococina 972 muestra una cinética propia de un metabolismo asociado a crecimiento, evolucionando paralelamente a la biomasa durante la fase exponencial de crecimiento de la cepa productora. En cultivo en continuo (quimiostato), la síntesis del a bacteriocina se produce fundamentalmente en tasas de dilación próximas a la umax, lo que confirma su carácter de metabolito asociado a crecimiento