Uma bacteriocina produzida por uma cepa de Lactobacillus sake 2a, isolada de lingüiça frescal comercial foi purificada, caracterizada e seu modo de ação foi estudado com o objetivo de ser utilizada como bioconservante em alimentos. A bacteriocina apresentou efeito bactericida contra Listeria monocytogenes em meio de cultura. Algumas cepas como Listeria welshimeri, Listeria seeligeri e Listeria inócua foram sensíveis, mas Staphylococcus aureus e Escherichia coli O157H7 foram resistentes a esta bacteriocina. O melhor meio de cultura para a sua produção foi o meio MRS à 25 ou 30°C durante a fase logarítmica de crescimento, obtendo-se 450 UA/ml de bacteriocina. Observou-se estabilidade a 121° C por 15 minutos. A bacteriocina foi purificada 71186 vezes pela técnica de adsorção/desorção de proteínas seguida de cromatografia de troca iônica Mono S, com rendimento de 3%. O peso molecular estimado foi de 3 a 6 kDa, determinado por eletroforese em gel de poliacrilamida-tricina. Nos estudos do mecanismo de ação, a bacteriocina dissipou o potencial de membrana, o gradiente de pH e reduziu de 80% os níveis de ATP intracelular não alterando os níveis de ATP extracelular. Bacteriocina 2a, nas concentrações de 28, 60 e 114 UA/ml, também causou efluxo de 3, 30 e 100% de carboxifluoresceina dos lipossomos construídos com lipídios de membrana de Listeria monocytogenes Scott A, respectivamente. Os resultados indicam que a bacteriocina 2a atua formando poros na membrana citoplasmática de células sensíveis não necessitando de um receptor específico. Conclui-se também que a bacteriocina é um bioconservante em potencial, podendo ser usada no controle de Listeria monocytogenes em alimentos. / Bacteriocin 2a produced by Lactobacillus sake 2a isolated from a Brazilian meat product (lingüiça) was purified, characterized and its mecanism of action was studied. The bacteriocin 2a showed bactericidal effect against Listeria monocytogens, Listeria welshimeri, Listeria seeligeri and Listeria inocua but it did not have an effect against Staphylococcus aureus e Escherichia coli O157H7 strains. The highest concentration of bacteriocin 2a (450 AU/ml) was found in MRS medium incubated at 25 or 30°C and its production was at its maximum towards logaritmic growth. It was stable at 121° C for 15 minutes. Bacteriocin 2a was purified 71186 fold by salt extraction from Lactobacillus sake cells, followed by cation exchange chromatography using Mono S column. It has an estimated molecular mass of 3-6kDa. In mechanistic studies of action against Listeria monocytogenes Scott A, bacteriocin 2a dissipated the pH gradient, the ΔΨ and reduced the ATP internal concentration by 80% with no detectable increase in the external ATP concentration. Bacteriocin 2a concentration of 28, 60 and 114 AU/ml, also mediated carboxyfluorescein efflux of 3, 30 and 100% from liposomes made from lipids extracted from Listeria monocytogenes Scott A, respectively. These data indicate that bacteriocin 2a forms pores in the citoplasmatic membrane of target cells similarly Class II bacteriocins. In addiction it can be use as a potential anti-microbial against Listeria monocytogenes in food.

Bacteriocinas são proteínas antimicrobianas produzidas por bactérias com importante papel na ecologia microbiana. Neste trabalho foram avaliados a produção e os efeitos destas proteínas numa fração da comunidade bacteriana de citros, pertencente aos gêneros Methylobacterium e Curtobacterium, isolada de Citrus sinensis (laranjeiras - plantas saudáveis, sintomáticas para CVC, assintomáticas para CVC) e Citrus reticulata (tangerina). Foi observada, para ambos os gêneros, uma alta freqüência de isolados produtores de bacteriocinas na comunidade endofíticas avaliada. Foi observado que esta freqüência foi maior em populações provenientes de plantas assintomáticas para CVC e em plantas de tangerina. Em Methylobacterium, as populações obtidas de plantas de tangerina e de plantas sintomáticas para CVC apresentaram uma maior freqüência de isolados produtores de bacteriocinas. Por outro lado, a população de Curtobacterium provenientes de plantas sintomáticas para CVC, apresentou a menor freqüência de isolados produtores bacteriocina. Proteínas de 3 isolados de C. flaccumfaciens foram parcialmente caracterizadas bioquimicamente, permitindo a sua classificação como bacteriocinas que foram denominadas de endoficinas. Uma destas bacteriocinas, a endoficina L foi escolhida para ser melhor caracterizada. A endoficina L parcialmente purificada apresentou um peso molecular estimado de 14 kDa e atividade in gel, e atingiu seu nível máximo de produção na fase estacionária e foi ativa contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, incluindo patógenos humanos e de plantas. Para a caracterização do gene envolvido na produção desta bacteriocina uma biblioteca, em cosmídeo, de fragmentos de DNA com 40 kb foi construída e um clone exibindo atividade bacteriocinogênica foi subclonado e parcialmente seqüenciado. Esta análise revelou um operon de 2,0 kb consistindo de pelo menos três genes preditos envolvidos na produção desta bacteriocina. Análises in silico sugeriram que a endoficina L deva ser uma bacteriocina do tipo toxina que pode ser uma candidata em potencial como agente no controle biológico de X. fastidiosa e outros fitopatógenos. Os resultados obtidos sugerem que, quando C. flaccumfaciens produtores de bacteriocinas estão presentes em plantas de citros podem inibir X. fastidiosa. Por outro lado, o crescimento de X. fastidiosa parece ser favorecido pela presença de Methylobacterium a qual produz bacteriocinas contra Curtobacterium. A primeira interação poderia ser mediada por bacteriocinas como a endoficina L. Sugere-se uma interação cíclica entre tais microrganismos. O conhecimento da interação entre tais bactérias endofíticas representa um avanço no entendimento dos aspectos ecológicos da interação planta-microrganismo. / Bacteriocins are antimicrobial proteins produced by bacteria, which play a role in microbial ecology. In this work we examined the bacteriocin production and it effects under a citrus bacterial communities belonged to Curtobacterium and Methylobacterium genera isolated from Citrus sinensis (sweet orangeuninfected, symptomatic, CVC-asymptomatic) and Citrus reticulata (tangerine) . We found a high levels of bacteriocin production for both genera, these frequencies were higher in asymptomatic and tangerine plants. The highest production frequencies for Methylobacterium strains were from tangerine and symptomatic plants. C. flaccumfaciens strains from symptomatic plants presented the lowest bacteriocin frequency. Proteins from three strains of C. flaccumfaciens were partially biochemically characterized and further classified as bacteriocins termed endophycins. One of them the endophycin L, was picked for deep investigation. The endophycin L partially purified had a molecular weight estimated of 14 kDa and exhibited in gel activity. Endophycin L production started at the exponential phase and reached its highest point during the stationary phase. It was capable of inhibiting the growth of Gram-positive and Gram-negative bacteria, incluiding several human and plant pathogens. In order to characterize the related to this bacteriocin production. One cosmid clone containing a 40-Kb fragment from a genomic library of C. flaccumfaciens was selected for its bacteriocinogenic ability The fragment was subcloned and DNA sequencing revealed a 2-kb operon consisting of at least three putative genes related to endophycin production. In silico analyses suggested that endophycin L is a toxin-like bacteriocin, this bacteriocin could be a potential candidate as biological control agent against X. fastidiosa and other plant pathogens. The data indicated that when C. flaccumfaciens producers are present it inhibits X. fastidiosa, conversely X. fastidiosa growth seems to be favored by Methylobacterium species and the first interaction could be mediated by endophycins, such as endophycin L. Thus, we suggest a cyclic interaction among these microorganisms. We demonstrated that knowledge of the interaction among those endophytic bacteria represent an advance about plantmicroorganism ecological aspects.

Bacteriocins are peptides produced by various species of bacteria, especially lactic acid bacteria (LABs), which exhibit a large spectrum of action against spoilage bacteria and foodborne pathogens. However, when this bacteriocin has not been completely characterized regarding its amino acid and the nucleotide sequences of the corresponding gene, the qualified term bacteriocin-like inhibitory substance (BLIS) is recommended. In order to increase the antimicrobial activity of bacteriocins, the ability of probiotics LABs, such as Pediococcus pentosaceus, to ferment different carbon and nitrogen sources has been studied. For the development of an improved culture medium, carbon and nitrogen sources must be considered as nutrients responsible for cell growth and bacteriocin production. The best condition, after 48 h of cultivation, for growth (3.420 g/L) and for BLIS production by Pediococcus pentosaceus ATCC 43200 was in Man, Rogosa and Sharp (MRS) culture medium supplemented with 1.5% peptone, initial pH 6.0 and under the following culture conditions: anaerobiosis, 30oC and agitation of 200 rpm. Compared with control (MRS without supplement), the growth of Pediococcus was significantly lower (1.995 g/L) as well as it reduced significantly its generation time from 2.05 h (control) to 1.28 h (MRS supplemented), a reduction of approximately 62.5%. Moreover, addiction of peptone to MRS medium promoted reduction of 4 h to the Pediococcus exponential phase onset. Regarding BLIS antimicrobial activity, addition of nitrogen source to MRS medium was also quite significant. Through the agar diffusion method, BLIS showed inhibition halos between 12.50 and 19.50 mm against LABs strains (Lactobacillus sakei ATCC 15521, Lactobacillus plantarum CECT 221 and Carnobacterium piscicola CECT 4020). Against Listeria strains (Listeria innocua NCTC 111288 and Listeria seeligeri NCTC 11289), their antimicrobial activity was better detected in liquid medium assay, evaluating the minimal inhibitory concentration of 50%. BLIS was able to inhibit 60 and 100% of L. seeligeri and L. innocua, respectively, as well as, diluted 1x (v/v) in water was able to inhibit 100% growth of both Listeria. BLIS 17 showed also good results as food preservative when applied in ready-to-eat pork ham artificially contaminated with L. seeligeri in vacuum-package at 4oC during shelf life of 10 days. BLIS was able to maintain low Listeria multiplication, lower samples weight loss, low lipid peroxidation and good color parameters during samples storage. Results demonstrated the importance of optimizing the culture medium to increase microbial mass, to produce and to improve the activity of this antimicrobial molecule. Moreover, results also suggest the possible application of BLIS as a natural food preservative. / Bacteriocinas são peptídeos produzidos por várias espécies de bactérias, especialmente bactérias ácido-láticas (BALs) e apresentam um amplo espectro de ação contra bactérias deteriorantes e patógenos de origem alimentar. Entretanto, quando estas bacteriocinas não foram completamente caracterizadas quanto a sequência de seus nucleotídeos e do seu gene correspondente, é recomendada a denominação de substância semelhante a bacteriocina (BLIS). Para aumentar a atividade antimicrobiana de bacteriocinas, a habilidade de BALs probióticas, como Pediococcus pentosaceus, em fermentar diferentes fontes de carbono e nitrogênio tem sido estudado. Para o desenvolvimento de um meio de cultura melhorado, fontes de carbono e nitrogênio devem ser consideradas como nutrientes responsáveis pelo crescimento celular e pela produção de bacteriocina. A melhor condição, após 48 h de cultivo, para o crescimento (3,420 g/L) e para a produção de BLIS por P. pentosaceus ATCC 43200 foi em meio de cultivo Man, Rogosa e Sharp (MRS) suplementado com 1,5% de peptona, pH inicial 6,0 e sob as seguintes condições de cultivo: anaerobiose, 30oC e agitação de 200 rpm. Comparado ao controle (MRS sem suplementação), o crescimento de Pediococcus foi significativamente menor (1,995 g/L) assim, como também, reduziu significativamente o tempo de geração de 2,05 h (controle) para 1,28 h (MRS suplementado), uma redução de aproximadamente 62,5%. Além disso, a adição de peptona ao meio MRS promoveu redução de 4 h para o início da fase exponencial de Pediococcus. Quanto a atividade antimicrobiana de BLIS, a adição de fonte de nitrogênio ao meio MRS também foi bastante significativa. Através do método ágar difusão, BLIS apresentou halos de inibição entre 12,50 a 19,50 mm contra cepas de BALs (Lactobacillus sakei ATCC 15521, Lactobacillus plantarum CECT 221 e Carnobacterium piscicola CECT 4020). Contra cepas de Listeria (Listeria innocua NCTC 11288 e Listeria seeligeri NCTC 11289), a sua atividade inibitória foi melhor detectada em meio líquido, através da determinação da concentração mínima inibitória de 50%. BLIS sem diluição foi capaz de inibir 60 e 100% de L. seeligeri e L. innocua, 15 respectivamente, assim como, diluído 1x (v/v) em água foi capaz de inibir 100% o crescimento de ambas Listeria. BLIS também apresentou bons resultados como conservante de alimento quando aplicado em presunto contaminado artificialmente com L. seeligeri e armazenado a 4oC a vácuo por 10 dias. BLIS foi capaz de manter baixa a multiplicação de Listeria, menor perda de peso das amostras, baixa peroxidação lipídica e bons parâmetros de cor durante o armazenamento das amostras. Os resultados demonstraram a importância de se otimizar meio de cultivo tanto para o aumento da massa microbiana como para a produção e melhoramento da atividade desta molécula antimicrobiana. Além disso, os resultados também sugerem a possível aplicação de BLIS como conservante natural de alimentos.

Existe um número muito limitado de estudos referentes à produção de componentes antimicrobianos ou bacteriocinas produzidas por espécies de bifidobactérias. Nesse âmbito, o objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de bifidobacteriocina em leite desnatado (LD). Para tanto, o estudo foi dividido em três etapas. A primeira etapa constituiu na preparação dos meios de cultura Man, Rogosa e Sharpe (MRS), Bifidus Selective Medium (BSM) e LD suplementado com 1% (p/v) de Tween 80 (T80), Inulina (I) ou Extrato de levedura (YE). Nesta etapa, os processos fermentativos foram conduzidos em shaker, nas condições: 50 rpm/37ºC/48h. Foram realizadas análises de pH, concentração de açúcares e ácidos, crescimento celular e determinação da atividade da bifidobacteriocina pelo método de difusão em ágar contra L. monocytogenes. Na segunda etapa, e baseado nos resultados obtidos, foi desenhado um delineamento composto central (CCD) construído a partir dos seguintes parâmetros: temperatura (34, 37, 40 °C) e concentração de YE (0,5; 1,0; 1,5 g/L). Na terceira etapa do trabalho, foram realizados os cultivos em biorreator de 2 L, contendo 10% de leite desnatado, nas seguintes condições: 200 rpm, 36°C, 2,0 g/L de YE, 48h de incubação em anaerobiose. Obteve-se em LD suplementado com YE (1%), combinado ao método de difusão em placa modificado (prévia refrigeração das placas por 12h), contra L. monocytogenes (2130 AU/mL), com uma fase exponencial de 24h, µm de 0,604/h. A otimização feita através do CCD permitiu atingir níveis de atividade de 3.000 AU/mL a 3.100 AU/mL (ensaios 7, 11 e 14, blocos 3 e 1) contra L. monocytogenes, em condições ótimas de crescimento de YE: 2,0 g/L1 e T°C: 36°C. A análise de regressão mostrou ser estatisticamente significativa a relação entre as variáveis: \"concentração de \"YE e temperatura\". Os resultados indicaram que o leite desnatado é um meio adequado para produção de bifidobacteriocina. / There are few publications that have been reported about bacteriocin production by Bifidobacterium species. Therefore, the aim of this work was measure bacteriocin production in skim milk by B. lactis. Consequently, this work was divided in three stages. First, MRS, BSM and LD medium were tested with additives (Tween 80 (T80), Inuline (I) or Yeast extract (YE)) for bacteriocin production and cellular growth. Fermentation processes were conducted in shaker under specific conditions: 50 rpm/37ºC/48h. pH; sugars; acids; biomass, and bacteriocin activity against L. monocytogenes, L. plantarum, E. coli, L. sakei e S. aureus strains were analyzed . In the second stage, based on the obtained results, a central composite design (CCD) was created using the parameters: temperature (34, 37, 40 ºC), and concentration of YE (0.5, 1.0, 1.5 g/L). After, the activity was measured by two methods of plates pre-diffusion (cooling and addition of Tween 20). Third step consisted of 2 L bioreactor cultivations containing 10% skim milk diluted in 1.5 L of water (6.5 pH), under 200 rpm, 36 ºC, 2.0 g/L of YE, 48h, under anaerobic condition. Finally, the cultures supplemented with LD and YE (1%) with a modified plate diffusion method (cooling plates for 12 h) showed bacteriocin activity against L. monocytogenes (2130 AU/mL) with an exponential phase of 24 h, µm of 0.604/h. The optimization performed using CCD resulted in a higher level of activity 3000 AU/mL to 3100 AU/mL mL (Run 7, 11 and 14, blocks 3 and 1) against L. monocytogenes, also with ideal growth conditions of YE: 2,0 g/L1 and T °C: 36 °C. The pH value varied between 6.4 and 4.0. Concentration of produced acid lactic varied from 3.03 to 4.72 g/L and biomass concentration from 3.4 to 11.1 Lg UFC/mL. Regression analysis was significant to the variables: YE concentration and temperature. Results indicated that skim milk is a proper medium for \"Bifidobacteriocin\" production.

Listeria monocytogenes é uma bactéria transmitida principalmente via alimentos, podendo causar infecções graves em pessoas imunodeprimidas e durante a gestação, devido à sua capacidade de sobreviver intracelularmente. A formação de biofilmes por L. monocytogenes é um fator preocupante para as indústrias de alimentos, pois biofilmes comprometem a sanitização de superfícies, aumentando os riscos de contaminação. Além disso, alguns estudos indicam que a capacidade de formação de biofilme pode estar correlacionada com a capacidade de algumas bactérias causarem doença. O controle de L. monocytogenes representa um desafio, especialmente em alimentos refrigerados e prontos para o consumo, pois esta bactéria é de natureza psicrotrófica, ubíqua e adapta-se rapidamente a diferentes condições ambientais, por meio da modulação da expressão de seus genes. O efeito das condições ambientais na expressão de genes de virulência de L. monocytogenes não é totalmente compreendido. Neste trabalho, isolados de L. monocytogenes de diversas origens foram avaliados quanto à sua capacidade de formar biofilmes, de aderir/invadir em células eucarióticas e também de expressar o gene internalina (int A), que está relacionado com o potencial de virulência. A presença de bacteriocinas de bactérias láticas (BAL) e incubação a 5°C foram os principais fatores que influenciaram a formação de biofilmes por L. monocytogenes, em comparação com caldo BHI (controle). Em geral, a adesão/invasão de células Caco-2 foram significativamente menores em pH baixo (4,5), incubação a 5°C e na presença de 0,3% Oxgall (sais biliares). Entretanto, dois isolados de L. monocytogenes (INCQS 353 e Reg 26c) apresentaram aumento nas taxas de invasão quando cultivados na presença de NaCl a 5% (P<0,05). Um isolado de L. monocytogenes (H-2) obtido de hortaliças apresentou a maior capacidade de formação de biofilme e de invadir células Caco-2, sugerindo que há uma possível relação entre a formação de biofilme e de potencial de virulência. No ensaio para avaliação da expresão do gene inlA, todos os isolados foram regulados negativamente pela presença de bacteriocinas, Oxgall 0,3%, pH 4,5 e incubação a 5°C. No entanto, para um isolado de L. monocytogenes (HU 471), a expressão do gene int A foi oito vezes maior na presença de sacarose, indicando que os componentes de alimentos podem aumentar a virulência e o potencial de infecção de L. monocytogenes. / Listeria monocytogenes is a bacterium transmitted mainly by foods and can cause serious infections in immunocompromised individuals and in pregnant woman due to their ability to survive intracellularly. The biofilm formation by L. monocytogenes is a concern for the food industry because microorganism in biofilms may survive after treatment with sanitizers and increases the risk of food contamination. In addition, some studies indicate that the ability of biofilm formation can be correlated with virulence potential. The control of L. monocytogenes is a challenge, especially in chilled and ready to eat foods since it has psychrotrophic nature, it is ubiquitous and can adapt quickly to different environmental conditions by modulating the expression of its genes.The effect of environmental conditions on gene expression and virulence of Listeria monocytogenes is not fully understood. In this report, L. monocytogenes isolates from diverse sources were evaluated for their ability to form biofilms, for adhesion/invasion of eukaryotic cells and also for differential expression of internalin A gene (int A), which is related to virulence potential. The presence of bacteriocins of latic acid bacteria (BAL) and incubation at 5°C were the main factors that influenced biofilm formation by L. monocytogenes, in comparison with BHI broth (control). In general, adhesion and invasion of Caco-2 cells were significantly lower in low pH (4.5), incubation at 5°C and in presence of Oxgall 0.3% (bile salts). On the other hand, two L. monocytogenes isolates (INCQS 353 and Reg 26c) showed higher invasion rates when cultivated in the presence of NaCl 5% (P<0.05). One L. monocytogenes (H-2) isolated from minimally processed leafy vegetables showed the strongest ability to form biofilm and to invade Caco-2 cells, under selected conditions, suggesting there may be a relationship between biofilm formation and virulence potential. For the vast majority of isolates, expression of int A gene were down regulated by the presence of bacteriocins, Oxgall 0.3%, pH4.5 and incubation at 5°C. Nonetheless, for one L. monocytogenes isolate (HU 471) expression of int A gene was eight times higher in presence of sucrose, indicating that food components can increase the infectiveness of L. monocytogenes.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 873833 bytes, checksum: ca8f458276f77a7418f9e6ee9fbd463a (MD5) Previous issue date: 2011-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Considering the importance of the lactic acid bacteria (LAB) as biopreservatives, and their inhibitory potencial against pathogens and spoilage microrganisms, the aim of this study was identify using molecular methodologies LAB isolates obtained from raw milk and soft cheese, and to conduct a detailed study about the presence of bacteriocin codifying genes. There were utilized 101 LAB isolates previously characterized as antagonist against Listeria monocytogenes. All LAB were submitted to 16S rDNA sequencing. Considering identified genera, specific bacteriocin codifying genes were analised. Based on their antimicrobial activity and presence of nisin genes, 10 Lactococcus spp. isolates were selected and submitted to nisin codifying gene sequencing and translation, for further comparison of predicted proteins. Enterococcus spp. were submitted to phenotipic evaluation of pathogenicity factors. Considering the 16S rDNA sequencing, the most frequent genera obtained were Enterococcus, Lactococcus e Lactobacillus. Most of the analysed isolates (80%) presented at least one bacteriocin codifying gene, being the lantibiothics the most frequent, followed by nisin and enterocin P. Concerning the translated sequences of nisin codifying gene, two variations were observed: substitution of histidine for asparagine (position 27) in two cultures, typical of nisin Z variation, and the substitution of an histidine for threonine (position 31) in three cultures, a nisin variation not described until now. Concerning the Enterococcus spp. pathogenicity factors, only incomplete haemolysis in horse blood agar and gelatinase production were observed in 23 e 11 isolates, respectively. In conclusion, the evaluated cultures presented great potential to be used as biopreservatives in food, specially the genera Lactococcus wich carry the nisin variants codifying genes not described yet in the literature. / Considerando a importância das bactérias ácido láticas (BAL) como bioconservantes, devido a seu potencial inibidor de patógenos e microrganismos deteriorantes, o objetivo deste trabalho foi identificar por metodologias moleculares isolados desse grupo obtidos de leite cru e queijo frescal, e realizar um estudo detalhado quanto a presença de diversos genes de bacteriocinas. Foram utilizados 101 isolados de BAL previamente caracterizados como antagonistas contra Listeria monocytogenes. Todas as BAL foram submetidas à sequenciamento do gene 16S rDNA para identificação. Considerando os resultados obtidos, genes de bacteriocinas produzidas pelos diferentes gêneros identificados foram pesquisados. Alguns isolados identificados como Lactococcus spp. (10) foram selecionados considerando os resultados de atividade antimicrobiana e apresença de genes de nisina, e submetidos ao seqüenciamento e tradução desses genes para comparação as demais sequencias traduzidas. Os isolados do gênero Enterococcus spp. foram submetidos à ànalises fenotípicas de alguns fatores de patogenicidade. Considerando os resultados obtidos, os gêneros identificados foram principalmente Enterococcus, Lactococcus e Lactobacillus. Grande parte dos isolados (80%) apresentou genes para produção de ao menos uma bacteriocina, sendo mais comuns resultados positivos para lantibióticos, e especificamente para nisina e enterocina P. Na análise das seqüências traduzidas de nisina, foram observadas duas variações: substituição da histidina por asparagina (posição 27) em dois isolados (alteração típica da nisina Z), e substituição da histidina por uma treonina (posição 31) em três isolados (variação ainda não descrita). Quanto aos fatores de patogenicidade de Enterococcus spp., apenas hemólise incompleta em ágar sangue de cavalo e produção de gelatinase foram observadas em 23 e 11 isolados, respectivamente. Considerando os resultados obtidos, os isolados avaliados apresentam grande potencial como bioconservadores em alimentos, especialmente os isolados do gênero Lactococcus carreadores de genes responsáveis por produção de variantes da nisina não descritos na literatura.

Made available in DSpace on 2015-04-17T15:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 760407 bytes, checksum: 36ff52186c6a7e31beb2bd5ddc4a7fa0 (MD5) Previous issue date: 2011-03-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to isolate strains of Staphylococcus aureus in ricotta cheeses and to characterize them respecting phenotypic markers of lipolytic activity, and bacteriocin typing and resistance typing. For isolation, were acquired 11 samples of different brands of ricotta cheese sold in supermarkets in João Pessoa - Paraíba. Among the 41 strains, 82.9% proved positive lipase (Lip+) and 17.1%, negative lipase (Lip-). In relation to bacteriocin typing, 9.76% showed bacteriocin producing against a strain of Staphylococcus aureus isolated from surfaces processing food and 55% were susceptible to a strain of Staphylococcus aureus isolated from ricotta cheese. For resistance typing, 87.8% of strains were resistant to streptomycin, 26.59% to penicillin and 19.51% to erythromycin. None of the strains were resistant to tetracycline. Variability was observed between the minimal inhibitory concentrations (MIC), both in resistant strains as sensitive ones, so the variability showed more prevalent with penicillin (ranging from 0.015625 to 16 mg / mL) and the variability between strains of the same cheese. Only erythromycin-resistant strains were subjected to "D-test" to determine the type of resistance, of which all presented inductive resistant. From this results obtained, can conclude that although the phenotypes show an adaptive answer on related to the peculiarities of local environmental pressures, it is clear the importance of these genetic markers to discern new strains of S. aureus for those endemic, as well as to investigate possible epidemiological impacts and on food safety. / Este estudo teve como objetivo isolar cepas de Staphylococcus aureus de queijos ricota e caracterizá-las com relação a marcadores fenotípicos de atividade lipolítica, bacteriocinotipagem e resistotipagem. Para o isolamento, foram adquiridas 11 amostras de queijo ricota de diferentes marcas comercializadas em supermercados da cidade de João Pessoa-PB. Entre as 41 cepas isoladas, 82,9% revelaram-se lipase positiva (Lip+) e 17,1%, lipase negativa (Lip-). Com relação à bacteriocinotipagem, 9,76% mostraram-se produtoras de bacteriocinas frente a uma cepa de Staphylococcus aureus isolada de superfícies de processamento de alimentos e 55% mostraram-se sensíveis a uma cepa de Staphylococcus aureus isolada de queijo ricota. Para resistotipagem, 87,8% das cepas apresentaram-se resistentes a estreptomicina, 26,59% a penicilina e 19,51% a eritromicina. Nenhuma das cepas foi resistente a tetraciclina. Observou-se a variabilidade entre as Concentrações Inibitórias Mínimas, tanto em cepas resistentes como sensíveis, sendo tal variabilidade mais predominante com penicilina (variação de 0,015625 a 16 &#956;g/mL), bem como a variabilidade entre cepas do mesmo queijo. Apenas cepas resistentes a eritromicina foram submetidas ao D-teste a fim de determinar o tipo de resistência, das quais todas as cepas mostraram-se com resistência indutiva. A partir dos resultados obtidos, pode-se concluir que embora os fenótipos revelem uma resposta adaptativa relacionada às peculiaridades das pressões ambientais locais, é evidente a importância destes marcadores genéticos a fim de se distinguir novas linhagens de S. aureus daquelas endêmicas, bem como investigar possíveis impactos epidemiológicos e na segurança alimentar.

Bacteriocinas são proteínas antimicrobianas produzidas por bactérias com importante papel na ecologia microbiana. Neste trabalho foram avaliados a produção e os efeitos destas proteínas numa fração da comunidade bacteriana de citros, pertencente aos gêneros Methylobacterium e Curtobacterium, isolada de Citrus sinensis (laranjeiras - plantas saudáveis, sintomáticas para CVC, assintomáticas para CVC) e Citrus reticulata (tangerina). Foi observada, para ambos os gêneros, uma alta freqüência de isolados produtores de bacteriocinas na comunidade endofíticas avaliada. Foi observado que esta freqüência foi maior em populações provenientes de plantas assintomáticas para CVC e em plantas de tangerina. Em Methylobacterium, as populações obtidas de plantas de tangerina e de plantas sintomáticas para CVC apresentaram uma maior freqüência de isolados produtores de bacteriocinas. Por outro lado, a população de Curtobacterium provenientes de plantas sintomáticas para CVC, apresentou a menor freqüência de isolados produtores bacteriocina. Proteínas de 3 isolados de C. flaccumfaciens foram parcialmente caracterizadas bioquimicamente, permitindo a sua classificação como bacteriocinas que foram denominadas de endoficinas. Uma destas bacteriocinas, a endoficina L foi escolhida para ser melhor caracterizada. A endoficina L parcialmente purificada apresentou um peso molecular estimado de 14 kDa e atividade in gel, e atingiu seu nível máximo de produção na fase estacionária e foi ativa contra bactérias Gram-positivas e Gram-negativas, incluindo patógenos humanos e de plantas. Para a caracterização do gene envolvido na produção desta bacteriocina uma biblioteca, em cosmídeo, de fragmentos de DNA com 40 kb foi construída e um clone exibindo atividade bacteriocinogênica foi subclonado e parcialmente seqüenciado. Esta análise revelou um operon de 2,0 kb consistindo de pelo menos três genes preditos envolvidos na produção desta bacteriocina. Análises in silico sugeriram que a endoficina L deva ser uma bacteriocina do tipo toxina que pode ser uma candidata em potencial como agente no controle biológico de X. fastidiosa e outros fitopatógenos. Os resultados obtidos sugerem que, quando C. flaccumfaciens produtores de bacteriocinas estão presentes em plantas de citros podem inibir X. fastidiosa. Por outro lado, o crescimento de X. fastidiosa parece ser favorecido pela presença de Methylobacterium a qual produz bacteriocinas contra Curtobacterium. A primeira interação poderia ser mediada por bacteriocinas como a endoficina L. Sugere-se uma interação cíclica entre tais microrganismos. O conhecimento da interação entre tais bactérias endofíticas representa um avanço no entendimento dos aspectos ecológicos da interação planta-microrganismo. / Bacteriocins are antimicrobial proteins produced by bacteria, which play a role in microbial ecology. In this work we examined the bacteriocin production and it effects under a citrus bacterial communities belonged to Curtobacterium and Methylobacterium genera isolated from Citrus sinensis (sweet orangeuninfected, symptomatic, CVC-asymptomatic) and Citrus reticulata (tangerine) . We found a high levels of bacteriocin production for both genera, these frequencies were higher in asymptomatic and tangerine plants. The highest production frequencies for Methylobacterium strains were from tangerine and symptomatic plants. C. flaccumfaciens strains from symptomatic plants presented the lowest bacteriocin frequency. Proteins from three strains of C. flaccumfaciens were partially biochemically characterized and further classified as bacteriocins termed endophycins. One of them the endophycin L, was picked for deep investigation. The endophycin L partially purified had a molecular weight estimated of 14 kDa and exhibited in gel activity. Endophycin L production started at the exponential phase and reached its highest point during the stationary phase. It was capable of inhibiting the growth of Gram-positive and Gram-negative bacteria, incluiding several human and plant pathogens. In order to characterize the related to this bacteriocin production. One cosmid clone containing a 40-Kb fragment from a genomic library of C. flaccumfaciens was selected for its bacteriocinogenic ability The fragment was subcloned and DNA sequencing revealed a 2-kb operon consisting of at least three putative genes related to endophycin production. In silico analyses suggested that endophycin L is a toxin-like bacteriocin, this bacteriocin could be a potential candidate as biological control agent against X. fastidiosa and other plant pathogens. The data indicated that when C. flaccumfaciens producers are present it inhibits X. fastidiosa, conversely X. fastidiosa growth seems to be favored by Methylobacterium species and the first interaction could be mediated by endophycins, such as endophycin L. Thus, we suggest a cyclic interaction among these microorganisms. We demonstrated that knowledge of the interaction among those endophytic bacteria represent an advance about plantmicroorganism ecological aspects.

Il a été montré que la consommation de Lactobacillus pouvait avoir des conséquences sur le poids de l’hôte, et ce, en fonction de la souche inoculée. Nous avons voulu comprendre le mécanisme par lequel ces microorganismes prolifèrent dans le tube digestif et induisent un changement de poids. Nous avons exploré la production de bactériocines permettant aux souches de Lactobacillus de croître au détriment des autres micro-organismes. Nous avons constitué une base de données de bactériocines nommée BUR et recherché les bactériocines dans les génomes de bactéries du tube digestif humain. Nous avons observé une abondance de bactériocines dans les génomes des bactéries du tube digestif, majoritairement dans les Firmicutes. Aussi, nous avons approfondi l’étude du profil métabolique des souches de Lactobacillus par une approche génomique et dans une analyse in vitro. Nous avons constaté que les souches de Lactobacillus dont la consommation induit une perte de poids possèdent des enzymes qui empêchent l'obésité en réduisant les niveaux de glucose dans le sang, les niveaux de triacylglycérols sériques, la masse corporelle et l'accumulation de graisse, tandis que les génomes des souches dont la consommation induit un gain de poids codent pour plusieurs enzymes favorisant la production de fructose, et mobilisent l'énergie et le carbone stocké dans les acides gras. De ce fait, nous pouvons dire que les espèces de Lactobacillus jouent un rôle important dans la digestion des nutriments, avec un effet direct sur le changement de poids. / It has been shown that Lactobacillus consumption could affect the weight of the host, and led consequently to significant weight gain or loss, depending on the strain. We wanted to understand the mechanism by which these microorganisms induce weight change. We explored the various known mechanisms, including the production of bacteriocins, allowing Lactobacillus strains to grow at the expense of other microorganisms. We established a bacteriocin database, named BUR, and search for bacteriocins in the genomes of human gut bacteria. We observed an abundance of bacteriocins in the genomes of bacteria in the digestive tract, predominantly in Firmicutes. We also have deepened the study of the metabolic profile of Lactobacillus strains, both by a genomic approach and in an in vitro assay, to better understand the pathophysiology of obesity. We have found that Lactobacillus strains whose consumption induces weight loss possess enzymes which prevent obesity by reducing glucose levels in blood, serum triacylglycerols levels, body weight and the accumulation of fat, whereas the genomes of strains whose consumption leads to weight gain encode several enzymes promoting the production of fructose and mobilize energy and the carbon stored in the fatty acids. Therefore, we can say that Lactobacillus species are important in the digestion of nutrients and can have a great influence on carbohydrate and lipid metabolism, with direct effect on weight change.

Un des enjeux en génie microbien est de produire des quantités élevées de protéines. Parmi les hôtes disponibles pour la production hétérologue de protéines, Lactococcus lactis est une bactérie à fort potentiel. Son innocuité et son caractère gram positif en fait un hôte de choix pour la production de protéines d'intérêt. Parmi ces protéines figurent des bactériocines, qui sont des proteines antibactériennes pouvant être utilisées à des fins de sécurité sanitaires des aliments voire comme antibiotique. Ces travaux ont pour ambition d'améliorer la production hétérologue de la bactériocine pédiocine chez L. lactis au niveau quantitatif et qualitatif en ciblant respectivement les étapes de sécrétion et de maturation post-traductionnelle. La sécrétion a été améliorée en insérant les pro-peptides SD ou LEISSTCDA entre le peptide signal de sécrétion et la séquence de la bactériocine. Il a été montré que cette insertions n’affectent pas l’activité antibactérienne. L’analyse in silico de l’opéron responsable de la production de pédiocine chez la bactérie productrice sauvage a révélé que le gène pedC code une protéine prédite comme thiol-disulfide oxydoréductase, suggérant un rôle de cette protéine dans le statut redox des cystéines de la pédiocine. La co-expression de PedC avec la pédiocine recombinante a permis d’augmenter son pouvoir antibactérien. Les résultats obtenus pendant cette thèse ont ainsi montré que la production de pédiocine par L. lactis peut être améliorée par fonctionnalisation de l’extrémité N-terminale sans effet significatif sur le potentiel antibactérien et que PedC joue un rôle majeur dans le potentiel antibactérien de la pédiocine / Lactococcus lactis is considered an efficient cell factory for recombinant protein production. It is able to produce and secrete class IIa bacteriocins such as pediocin PA-1 via the general secretion (Sec) pathway. However, the positive charges at the N-terminus of pediocin PA-1 might impair secretion via the Sec secretion pathway and the obtained recombinant pediocin has been described as less potent than the pediocin from the natural producer. The impact of two propeptides on the production yield and on the potency of recombinant pediocins was investigated. The nucleotide sequences encoding the propeptides SD or LEISSTCDA were inserted between the sequence encoding the signal peptide of Usp45 and the structural gene of the mature pediocin PA-1. Both propeptides improved secretion of the recombinant pediocins. Although no major impact on the antibacterial activity of recombinant pediocins was observed, all recombinant bacteriocins produced in L. lactis were less potent than wildtype pediocin. Co-expression of the putative thiol-disulfide oxidoreductase PedC, which is encoded by the pediocin PA-1 operon, with the recombinant pediocins allowed to significantly decrease the minimal inhibitory concentration of the produced bacteriocins. To our knowledge, this report shows for the first time that the propeptides SD or LEISSTCDA lead to an improved secretion of recombinant pediocins with apparently no effect on the antibacterial potency and that PedC plays a major role in the potency of pediocin