Estudio del papel de los ácidos lipoteicoicos en la captación de mercurio en Lactobacillus plantarum

Abstract

[ES] Las bacterias lácticas (BL), constituyen un grupo microbiano muy importante debido a su uso en alimentos; algunas de sus cepas poseen la capacidad de captar metales pesados, lo que permitiría usarlas como herramienta para la detoxificación de mercurio a nivel intestinal, al reducir su bioaccesibilidad y promover su eliminación en heces. Diversas moléculas bacterianas, como el polifosfato o los ácidos teicoicos de la superficie celular, han sido caracterizadas por su capacidad de interacción y captura de cationes metálicos. Se han propuesto varios mecanismos como la adsorción, quelación o la interacción electrostática para los procesos de captación de metales pesados por estas bacterias. En estudios anteriores, se ha planteado la necesidad de estudiar qué componente de la pared celular es el que proporciona a estas bacterias la capacidad de captación de metales pesados. En el presente trabajo se estudió el papel del ácido lipoteicoico (LTA) de la pared celular de L. plantarum en la captación de mercurio en su forma orgánica (CH3Hg) e inorgánica [(Hg(II)], llevando a cabo ensayos con cepas de L. plantarum silvestres (WCFS1 y Lpp +) y sus mutantes (WCFS1 ltaS 5 y Lpp+ ltaS 2), modificados a través de técnicas moleculares en el gen ltaS, que codifica la enzima sintasa del LTA. Esta enzima cataliza la polimerización del LTA mediante la adición de moléculas de fosfatidilglicerol, con lo que estas cepas son incapaces de sintetizar LTA. Mediante ensayos de toxicidad, caracterización de las propiedades de la superficie celular, capacidad de captación y retención de mercurio Hg(II) y CH3Hg, se muestra que L. plantarum posee una fuerte unión al mercurio y que esta capacidad se ve parcialmente afectada por la ausencia de LTA.

[EN] Lactic acid bacteria (BL) are a very important microbial group due to their use in foods. On the other hand, some strains possess the ability to capture heavy metals, which would allow them to be used as a tool for the detoxification of mercury at the intestinal level, by reducing their bioavailability and promoting their elimination in feces. Various bacterial molecules, such as polyphosphate or teichoic acids on the cell surface, have been characterized by their ability to interact and capture metal cations. Several mechanisms have been proposed, such as adsorption, chelation or electrostatic interaction for the heavy metal uptake processes by these bacteria. In previous studies the need to study which component of the cell wall provides these bacteria with the ability to retain heavy metals has been raised. In the present study, the role of lipoteichoic acid (LTA) from L. plantarum in the uptake of mercury in its organic (CH3Hg) and inorganic form [(Hg (II)] was determined, carrying out tests with strains L. plantarum WCFS1 and Lpp+, and their modified mutants in the ltaS gene, which encodes the LTA synthase enzyme. This enzyme catalyzes the polymerization of LTA by the addition of phosphatidylglycerol molecules, whereby these strains are unable to synthesize LTA in their cell walls. Through toxicity assays, characterization of cell surface properties, mercury uptake and retention capacity of Hg(II) and CH3Hg, it has been shown that L. plantarum has a strong binding for mercury and this capacity is partially affected by the absence of LTA.

[CA] Els bacteris làctics (BL), constituïxen un grup microbià molt important a causa del seu ús en aliments. D'altra banda, alguns ceps posseïxen la capacitat de captar metalls pesants, la qual cosa permetria usar-les com a ferramenta per a la detoxificación de mercuri a nivell intestinal, al reduir la seua bioaccesibilitat i promoure la seua eliminació en excrements. Diverses molècules bacterianes, com el polifosfat o els àcids teicoics de la superfície cel·lular, han sigut caracteritzades per la seua capacitat d'interacció i captura de cations metàl·lics. S'han proposat diversos mecanismes com l'adsorció, quelación o la interacció electrostàtica per als processos de captació de metalls pesants per estos bacteris. En estudis anteriors, s'ha plantejat la necessitat d'estudiar quin component de la paret cellular, és el que els proporciona a estos bacteris la capacitat de retenció de metalls pesants. En el present estudi es va determinar el paper de l'àcid lipoteicoic (LTA) de la paret cel·lular de L. plantarum en la captació de mercuri en la seua forma orgànica (CH3Hg) i inorgánica [(Hg (II)], duent a terme assajos amb ceps de L. plantarum WCFS1 i Lpp +, i els seus mutants modificats a través de tècniques moleculars en el gen ltaS, que codifica l'enzim sintasa del LTA. Este enzim catalitza la polimerització del LTA per mitjà de l'addició de molècules de fosfatidilglicerol, amb la qual cosa estos ceps són incapaços de sintetitzar LTA en les seues parets cel·lulars. Per mitjà d'assajos de toxicitat, caracterització de les propietats de la superfície cel·lular, capacitat de captació i retenció de mercuri Hg(II) i CH3Hg, s´ha demostrat que L. plantarum poseeix una forta unió del mercuri i que esta capacitat es veu parcialment afectada per l'absència de LTA.