Este trabalho teve como objetivo principal realizar um estudo proteômico diferencial aplicado à amostra Bradyrizobium elkanii (SEMIA 587). Isso se fez através da identificação de proteínas diferencialmente expressas nesta importante bactéria fixadora de nitrogênio quando cultivada em laboratório (in vitro) e quando inoculada em plantas de soja (in vivo). A caracterização das proteínas foi feita com a poderosa técnica de espectrometria de massas, e a análise proteômica com expressão diferencial foi comparada por meio de duas estratégias diferentes: MudPIT e Maldi-QToF. A avaliação das imagens dos géis bidimensionais permitiu verificar que a amostra de bactéria apresentou um número maior de proteínas expressas em relação ao bacterióide. Se comparada ao microrganismo na condição in vitro (bactéria), a espécie fixadora de nitrogênio (bacterióide) apresentou 19 proteínas induzidas e 230 reprimidas. O aumento de expressão observado para as proteínas do bacterióide foi pelo menos duas vezes maior do que o volume normalizado para 17 proteínas e, caiu pela metade (ou mais), para outras 26 proteinas em relação a bactéria. Através de ambas as técnicas (Maldi-QToF e ESI-QToF) empregadas na identificação das proteínas observou-se, comprovando a complementariedade existente entre as metodologias, que os padrões metabólicos tanto em bactéria como bacterióide foram mantidos. Ou seja, bactérias cultivadas em meio YML apresentaram um metabolismo voltado para a síntese celular, denotada pela produção de macromoléculas e metabolismo energético, ao passo que bacterióides, endosimbiontes isolados de nódulos de plantas de soja, apresentaram um metabolismo especialmente dedicado à fixação simbiótica do nitrogênio. / The main goal of this project was to perform a differential proteomic analysis of Bradyrizobium elkanii (SEMIA 587). It was made by the identification of differentially expressed proteins in this important nitrogen fixing bacteria grown under different conditions: in laboratory culture (in vitro) and symbiotically associated with soybean plants (in vivo). The characterization of proteins differentially expressed was done by the powerful technique of mass spectrometry, applying two different strategies: MudPIT and Maldi-QToF. It was possible, after computerized image analysis of 2D gels, to verify that bacteria had more expressed proteins than bacteroids. In vivo bacteria showed 19 proteins induced and 230 suppressed. The increase in expression observed for bacteroids macromolecules was at least two times greater than normalized volume for 17 proteins of the bacteria and two times smaller than 26 bacteria proteins. It was also observed, through Maldi-QToF and ESI-QToF techniques applied to protein identification, that bacteria and bacteroid main metabolic activities were maintained. This fact confirms that the techniques were complementary. The data showed that bacteria cultivated in YML medium had a metabolism direct to cellular synthesis, characterized by production of macromolecules and energetic metabolism. Endosimbiont bacteroids isolated from soyabean nodules showed a metabolism specially dedicated to nitrogen fixation. The results were in agreement with the ambient that each microorganism was originated. The fact that the identified proteins in bacteria were related to translation and aminoacids biosynthesis shows the need that heterotrophic microorganisms have to synthesize its own proteins and enzymes useful for their metabolism. On other hand, since the bacteroids are symbiotically associated with soybean reducing atmospheric nitrogen in an extremely energy-intense process, it is expected that its proteins should be mainly related to biological nitrogen fixation and energetic metabolism.

Este trabalho teve como objetivo principal realizar um estudo proteômico diferencial aplicado à amostra Bradyrizobium elkanii (SEMIA 587). Isso se fez através da identificação de proteínas diferencialmente expressas nesta importante bactéria fixadora de nitrogênio quando cultivada em laboratório (in vitro) e quando inoculada em plantas de soja (in vivo). A caracterização das proteínas foi feita com a poderosa técnica de espectrometria de massas, e a análise proteômica com expressão diferencial foi comparada por meio de duas estratégias diferentes: MudPIT e Maldi-QToF. A avaliação das imagens dos géis bidimensionais permitiu verificar que a amostra de bactéria apresentou um número maior de proteínas expressas em relação ao bacterióide. Se comparada ao microrganismo na condição in vitro (bactéria), a espécie fixadora de nitrogênio (bacterióide) apresentou 19 proteínas induzidas e 230 reprimidas. O aumento de expressão observado para as proteínas do bacterióide foi pelo menos duas vezes maior do que o volume normalizado para 17 proteínas e, caiu pela metade (ou mais), para outras 26 proteinas em relação a bactéria. Através de ambas as técnicas (Maldi-QToF e ESI-QToF) empregadas na identificação das proteínas observou-se, comprovando a complementariedade existente entre as metodologias, que os padrões metabólicos tanto em bactéria como bacterióide foram mantidos. Ou seja, bactérias cultivadas em meio YML apresentaram um metabolismo voltado para a síntese celular, denotada pela produção de macromoléculas e metabolismo energético, ao passo que bacterióides, endosimbiontes isolados de nódulos de plantas de soja, apresentaram um metabolismo especialmente dedicado à fixação simbiótica do nitrogênio. / The main goal of this project was to perform a differential proteomic analysis of Bradyrizobium elkanii (SEMIA 587). It was made by the identification of differentially expressed proteins in this important nitrogen fixing bacteria grown under different conditions: in laboratory culture (in vitro) and symbiotically associated with soybean plants (in vivo). The characterization of proteins differentially expressed was done by the powerful technique of mass spectrometry, applying two different strategies: MudPIT and Maldi-QToF. It was possible, after computerized image analysis of 2D gels, to verify that bacteria had more expressed proteins than bacteroids. In vivo bacteria showed 19 proteins induced and 230 suppressed. The increase in expression observed for bacteroids macromolecules was at least two times greater than normalized volume for 17 proteins of the bacteria and two times smaller than 26 bacteria proteins. It was also observed, through Maldi-QToF and ESI-QToF techniques applied to protein identification, that bacteria and bacteroid main metabolic activities were maintained. This fact confirms that the techniques were complementary. The data showed that bacteria cultivated in YML medium had a metabolism direct to cellular synthesis, characterized by production of macromolecules and energetic metabolism. Endosimbiont bacteroids isolated from soyabean nodules showed a metabolism specially dedicated to nitrogen fixation. The results were in agreement with the ambient that each microorganism was originated. The fact that the identified proteins in bacteria were related to translation and aminoacids biosynthesis shows the need that heterotrophic microorganisms have to synthesize its own proteins and enzymes useful for their metabolism. On other hand, since the bacteroids are symbiotically associated with soybean reducing atmospheric nitrogen in an extremely energy-intense process, it is expected that its proteins should be mainly related to biological nitrogen fixation and energetic metabolism.