Identificação de proteínas de superfície de Mycoplasma hyopneumoniae 7448

Abstract

A caracterização do repertório de proteínas expostas na superfície celular do Mycoplasma hyopneumoniae, agente etiológico da pneumonia enzootica suína (PES), é essencial para o entendimento dos processos fisiológicos associados a capacidade de infecção bacteriana, sobrevivência no hospedeiro e patogênese. Análises in silico indicam que aproximadamente um terço dos genes bacterianos codificam proteínas de superfície. Entretanto, até momento poucas proteínas de M. hyopneumoniae tiveram sua expressão e localização na superfície celular confirmadas experimentalmente, fazendo-se necessária a prospecção experimental destas proteínas utilizando ferramentas de proteômica, aumentando assim a confiabilidade dos dados obtidos in silico. Neste contexto, nós desenvolvemos uma abordagem experimental baseada na marcação in vivo da superfície celular com biotina seguida pela identificação por espectrometria de massas, associada à predições in silico, que nos possibilitou a identificação de proteínas expostas na superfície do M. hyopneumoniae. Como resultado, obtivemos 167 identificações proteicas, correspondendo a 59 proteínas não reduntantes, na abordagem proteômica experimental. A análise in silico resultou na identificação de 292 proteínas transmembrana e de 25 lipoproteínas. A análise comparativa revelou que 39 proteínas (66%) identificadas experimentalmente por espectrometria de massas como expostas na superfície celular, também foram preditas in silico com tal, sendo representadas principalmente por proteínas relacionadas com adesão, lipoproteínas e proteínas hipotéticas. As outras 20 proteínas (34%) correspondem principalmente a proteínas tradicionalmente relacionadas ao metabolismo, porém com várias delas previamente descritas atuando na superfície celular, participando de processos como interação patógeno-hospedeiro. Os resultados obtidos nesta tese fornecem uma visão geral da composição proteíca da superfície celular do M. hyopneumoniae, permitindo a seleção de alvos para futuros estudos funcionais visando melhorar o entendimento dos processos de patogenicidade bacteriana, além do desenvolvimento de drogas, vacinas e testes diagnósticos mais eficientes.

The characterization of the repertoire of proteins exposed on the cell surface by Mycoplasma hyopneumoniae, the etiological agent of enzootic pneumonia (EP) in pigs, is critical to understanding physiological processes associated with bacterial infection capacity, survival and pathogenesis. It is predicted that about a third of the genes in the M. hyopneumoniae genome code for surface proteins, but so far, just a few of them have experimental confirmation of their expression and surface localization. An experimental proteomic survey of a surface protein enriched sample is necessary to better define the M. hyopneumoniae set of proteins exposed to the host, adding confidence to in silico predictions. In this work, we developed an experimental approach based on cell surface labeling followed by mass spectrometry coupled to an in silico analysis, which enabled us to survey the surface exposed proteins in M. hyopneumoniae. A total of 167 protein identifications corresponding to 59 different protein species were identified in proteomic approach. An in silico survey of M. hyopneumoniae transmembrane proteins and lipoproteins results in the prediction of 292 and 25 proteins, respectively. A comparative analysis revealed that 39 proteins (66%) experimentally identified in surface were also in silico predicted as transmembrane proteins or lipoproteins and are represented mainly by adhesion related proteins, lipoproteins and hypothetical proteins. The other 20 proteinas (34%) comprise mainly proteins traditionally related to metabolism, but some of them were previously suggested to be involved in bacterial-host interactions and pathogenicity of Mycoplasma species. The obtained results provided a better picture of the M. hyopneumoniae cell surface that will help in the understanding of processes important for bacterial pathogenesis, selection of targets for further functional studies and development of more efficient drugs, vaccines and diagnostic tools for EP treatment, prevention and control.