Isolation and characterization of a Pseudomonas-specific phage and its use to control milk proteolysis

O desenvolvimento de bactérias psicrotróficas no leite cru e a proteólise causada por suas enzimas termorresistentes podem causar efeitos graves sobre a qualidade dos produtos lácteos. Estudos envolvendo o controle de deterioração dos alimentos utilizando agentes biológicos têm aumentado na última d...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2012
Main Author: Eller, Monique Renon lattes
Orientador/a: Paula, Sérgio Oliveira de lattes
Co-advisor: Carvalho, Antônio Fernandes de lattes, Silva, Cynthia Canedo da lattes
Banca: Souza, Danielle da Glória de lattes, Lamêgo, Márcia Rogéria de Almeida lattes, Fietto, Luciano Gomes lattes
Format: Tese
Language:eng
Published: Universidade Federal de Viçosa
Programa: Doutorado em Microbiologia Agrícola
Department: Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:http://locus.ufv.br/handle/123456789/1562
Citação:ELLER, Monique Renon. Isolamento e caracterização de um fago de Pseudomonas e seu uso no controle da proteólise do leite. 2012. 131 f. Tese (Doutorado em Associações micorrízicas; Bactérias láticas e probióticos; Biologia molecular de fungos de interesse) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2012.
Resumo Português:O desenvolvimento de bactérias psicrotróficas no leite cru e a proteólise causada por suas enzimas termorresistentes podem causar efeitos graves sobre a qualidade dos produtos lácteos. Estudos envolvendo o controle de deterioração dos alimentos utilizando agentes biológicos têm aumentado na última década uma vez que o biocontrole geralmente não gera efeitos indesejáveis sobre a saúde humana e as características dos alimentos. Neste estudo, um bacteriófago de Pseudomonas, denominado UFV-P2, foi isolado a partir de águas residuais de um lacticínio. O fago foi capaz de reduzir a proteólise das α, β e κ-caseínas por uma estirpe de Pseudomonas fluorescens proteolítica, mas não reduziu a população de bactérias nesse meio. O fago UFV-P2 tem um genoma de DNA linear de 45.517 pb, sem genes de tRNA, um teor de GC de 51,5%, e 41 ORFs. As ORFs foram anotadas em cinco grupos de proteínas diferentes, um deles contendo 14 proteínas hipotéticas com função desconhecida (34,1%). Os grupos restantes consistiram de uma chaperona, quatro proteínas constitutivas e sete genes de proteínas estruturais, incluindo uma major head, uma proteína portal, e uma proteína da cauda. Finalmente, 15 ORFs (36,6%) foram anotadas com genes que codificam enzimas, incluindo uma lisozima, as subunidades da terminase, uma endonuclease, as duas partes da DNA Polimerase e uma primase / helicase. A sequência completa do genoma foi depositada no GenBank sob o número de acesso JX863101. Análises comparativas genômicas e estruturais mostraram que o fago UFV-P2 tem uma organização semelhante a dos genomas dos fagos MR299-2, PaP3 e LUZ24, recentemente agrupados no grupo LUZ24-like, o que nos levou a propor a classificação do UFV-P2 nesse mesmo gênero. Além disso, nós propusemos a inclusão do fago tf, anteriormente não classificado, neste gênero. Um estudo foi realizado a fim de avaliar a potencial viabilidade econômica de um produto gerado a partir do fago isolado. Ele mostrou que o uso desta tecnologia possui várias vantagens, e que a sua consolidação e integração dependem dos esforços bem definidos em pesquisa e desenvolvimento.
The development of psychrotrophic bacteria infecting raw milk and the proteolysis caused by their proteolytic heat-resistant enzymes can cause serious effects on the quality of dairy products. Studies involving the control of food spoilage using biological agents have emerged in the last decade because biocontrol generally has no consequences on human health and food characteristics. In this study, we isolated a Pseudomonas-phage, named UFVP2, from waste water of a dairy factory. The phage was able to reduce the proteolysis of α, β e κ-caseins by a proteolytic strain of Pseudomonas fluorescens, but did not reduce bacterial population in this environment. UFVP2 has a linear 45,517 bp DNA genome with no tRNA genes, a GC content of 51.5%, and 41 ORFs. The ORFs analyzed were annotated to five different protein groups, one of them containing 14 hypothetical proteins with unknown function (34.1%). The remaining groups consisted of one chaperone, four constitutive, and seven structural protein genes, including a major head, a portal, and a tail fiber protein. Finally, 15 ORFs (36.6%) hits with genes coding enzymes, including one lysozyme, the terminase subunits, an endonuclease, the two parts of the DNA polymerase and a primase/helicase. The complete genome sequence was deposited in GenBank under accession number JX863101. Genomic and structural comparative analyses showed that UFV-P2 has a genome organization similar to the MR299-2, PaP3 and LUZ24 phage genomes, recently grouped as LUZ24-like viruses, what lead us to propose the classification of UFV-P2 in the LUZ24-like genus. Additionally, we propose the inclusion of the previously unclassified phage tf in this genus. Studies carried out were performed to evaluate the potential economic viability of a product generated from the isolated phage. It showed that the use of this technology has a number of advantages, and that the consolidation and integration of technology depends on the well-defined efforts in research and development.