Perfil metabólico de Lactococcus lactis subsp. cremoris bajo diferentes condiciones de cultivo

Resumen

Lactococcus lactis subsp. cremoris MG1363 es el prototipo internacional para estudios de genética yfisiológicos en BAL; es una cepa libre de plásmidos obtenida de un iniciador de fermentados lácteos y sehalla distribuida por laboratorios y colecciones de todo el mundo. Respecto al metabolismoaminoacídico, para esta cepa la arginina no es un aminoácido esencial (1), pero constituye una ricafuente de nitrógeno. Los aminoácidos utilizados por L. lactis se puede agrupar en: I) grupo de laglutamina, degradados a ornitina vía deiminasa (Arg, Glu, Gln y Pro); II) los que pueden ser degradadosdirectamente vía piruvato (Ala, Cys, Gly, Ser) o vía oxalacetato (Asp, Asn y Thr); y III) resto deaminoácidos con rutas no totalmente caracterizadas (Ile, Leu, Val, Phe, Trp, Tyr, Lys, His y Met) (2). Lautilización de los aminoácidos en rutas no biosintéticas y su degradación excretando al medio de cultivolos productos finales del catabolismo vendrán determinadas por las condiciones de cultivo y la velocidadde crecimiento de la bacteria. El objetivo de este trabajo fue determinar y evaluar los cambios en laproducción de los metabolitos extracelulares generados en las rutas de los aminoácidos por la especie L.lactis subsp. cremoris en respuesta a la situación de estrés de presencia de etanol en el medio de cultivo.Mediante cromatografía h.p.l.c. de fase reversa, previa derivatización con el reactivo dietil-etoxi-metilen-malonato (3), se analizaron los aminoácidos, aminas biógenas y ion amonio generados por lacepa L. lactis subsp. cremoris MG1363 bajo distintas condiciones de cultivo. Se empleó el medio decultivo químicamente definido (CDM) mínimo y necesario para el crecimiento óptimo de la cepa (contodos los aminoácidos proteinogénicos menos Cys y Tyr). Se empleó una temperatura de incubación de30º C y las condiciones para el crecimiento bacteriano de ausencia y presencia de arginina (2,5 mg/L), yausencia y presencia de etanol (2% vol/vol) en el medio de cultivo.Los resultados mostraron que la cepa MG1363 creció hasta fase estacionaria consumiendo losaminoácidos del medio, siendo los más significativos: el OH-Trp, cuya concentración diminuyó al55,6% de la inicial, la arginina, que disminuyó al 63,7%, y la glicina al 65,7%. La cepa a su vez generó34,21 ± 2.23 mg/L de ornitina y amonio, cuya concentración aumentó 1,3 veces respecto a la inicial en elmedio de cultivo. En ausencia de arginina la cepa utilizó mayoritariamente Gln (cuya concentracióndisminuyó al 15,7 % de la concentración inicial) y en menor proporción Asp, Ser y Gly.En presencia de 2% de etanol en el medio, la arginina fue el aminoácido más utilizado y suconcentración disminuyó al 50,4% de la inicial, mientras que las concentraciones de OH-Trp, Gly y Serdisminuyeron al 68,4%, 67,4% y 69,1% respectivamente. Simultáneamente, en presencia de 2% etanolla cepa generó 56,99 ± 2.23 mg/L de ornitina y amonio, cuya concentración aumentó 1,5 veces respectoa la inicial en el medio de cultivo. Estos resultados indicaron que la degradación de la argininagenerando ornitina y el ion amonio es una vía utilizada por L. lactis subsp. cremoris MG1363 comodefensa contra la condición de estrés que supone la presencia de etanol en el medio de cultivo.