Estudio genómico de Lactobacillus plantarum LL441 y caracterización del locus de la plantaricina C

Abstract

La fermentación es una forma simple, barata y segura de conservar los alimentos, además, de conseguir mejorar las características nutritivas y sensoriales de los mismos. Las bacterias del ácido láctico (BAL) se emplean habitualmente para llevar a cabo estas fermentaciones. En la actualidad, existe una demanda creciente de la sociedad por productos menos procesados y más naturales. De este modo, surge la bioconservación, en la cual se emplean conservantes de origen natural como las bacteriocinas. Sus características físicas y químicas hacen que las bacteriocinas sean unos de los aditivos naturales que puedan sustituir en un futuro a los conservantes químicos. La microbiota presente en productos fermentados en los que no se emplean cultivos iniciadores comerciales presenta una gran variabilidad de cepas. En este contexto, se encontró en el queso de Cabrales, una cepa bacteriana, LL441, que se identificó como Lactobacillus plantarum. La cepa LL441 produce una bacteriocina, a la que se denominó plantaricina C. Esta bacteriocina pertenece al grupo de los lantibióticos y presenta un amplio espectro de actividad contra otras bacterias Gram-positivas. El objetivo principal de este trabajo consistió en analizar el locus de la plantaricina C y determinar su localización genómica. Para asegurarnos de que trabajábamos con la cepa productora, se comprobaron de nuevo las diversas características fenotípicas de L. plantarum LL441 y las propiedades bioquímicas de la plantaricina C. La plantaricina C tiene naturaleza proteica y su actividad es muy sensible a la digestión con proteasas. Es resistente a un cierto rango de temperaturas (al menos hasta 55ºC) y tolera bien los cambios de pH (ácido y neutro). La cepa L. plantarum LL441 productora de la bacteriocina es susceptible a todos los antibióticos que se han ensayado y en su genoma no se han encontrado secuencias de resistencia a antibióticos, lo que permite su uso en la industria alimentaria sin riesgo a una transferencia horizontal de resistencias hacia otros microorganismos. El gen estructural de la plantaricina C se localizó en un “conting” de unas 18 kpb. El gen se agrupa con otros involucrados en su maduración y exportación formando una estructura de operón. La maduración implica una serie de modificaciones post-traduccionales características de los lantibióticos y es llevada a cabo por una larga proteína denominada LanM. Tras el gen lanM aparecen cuatro componentes de transportadores de tipo ABC que previsiblemente están implicados en la secreción y la inmunidad a la bacteriocina. Mediante experimentos de hibridación determinamos que el operón de la plantaricina C se encuentra codificado en un plásmido de los varios que contiene L. plantarum LL441. Como futuras líneas de investigación con la bacteriocina proponemos conseguir descifrar la estructura del plásmido en que está codificada y conocer con más detalle las regiones que contiene y sus funciones.