Autor(es):
Moraes, Patrícia 
Data: 2007
Identificador Persistente: http://hdl.handle.net/10773/764
Origem: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Assunto(s): Biologia molecular; Alumínio; Enzimas; Membranas plasmáticas
Descrição
A toxicidade do alumínio está bem documentada em situações de
exposição massiva ou prolongada. O alumínio é ubíquo no nosso
ambiente e em condições acídicas a sua biodisponibilidade
aumenta. O mecanismo de acção tóxica do alumínio continua por
esclarecer. In vivo e in vitro o efeito inibitório do alumínio na
(Na+/K+)ATPase dos mamíferos mantém as suas características
principais, e parece envolver a redução do grau de oligomerização
da enzima. A (Na+/K+)ATPase é uma proteína integrante da
membrana plasmática que hidrolisa ATP e medeia o transporte
activo de Na+ e K+ através da membrana celular de todos os
eucariontes. Esta enzima também está presente na membrana
interna da Escherichia coli (E. coli), uma bactéria Gram negativa,
que se encontra no intestino grosso dos animais de sangue quente.
Visto que a (Na+/K+)ATPase de diferentes espécies exibe
sensibilidades distintas a alumínio, é imperativo descobrir qual a
base molecular da susceptibilidade desta enzima a alumínio. O
principal objectivo deste trabalho consistiu em determinar se o
alumínio inibe ou não a (Na+/K+)ATPase da E. coli, pois a
composição lipídica da sua membrana interna é diferente da da
membrana plasmática das células de mamífero. Por exemplo, não
há nem esteróis nem esteróides na membrana interna de E. coli,
sendo a fluidez de membrana assegurada pela presença de ácidos
gordos mais insaturados e de cadeia mais curta.
A toxicidade de alumínio para a E. coli (estirpe JM 109) foi
estudada em meio líquido de crescimento Boillon – Miller (pH 7,0)
durante a fase estacionária a 37ºC. A adição de AlCl3, na gama de
concentrações milimolares, reduziu drasticamente a capacidade de
sobrevivência das células de E. coli (reflectida pela redução de
UFC*mL-1 ao longo do tempo). A actividade de (Na+/K+)ATPase de
esferoplastos preparados a partir de células de E. coli previamente
expostas a AlCl3 9,5*10-3 M permaneceu idêntica à medida em
condições controlo (esferoplastos preparados a partir de células de
E. coli não expostas a AlCl3). Além do mais, não se observou
inibição da (Na+/K+)ATPase induzida por alumínio quando se
adicionou, directamente ao meio de reacção, AlCl3 (concentração
final até 1,0*10-3 M). Em conclusão, a (Na+/K+)ATPase de E. coli
não parece ser sensível a alumínio, apesar do alumínio ser tóxico
para E. coli.
ABSTRACT: Aluminium toxicity has been recognized in many situations where
exposure is heavy or prolonged. Aluminium is ubiquitous in our
environment and its bioavailability is increased under acidic
conditions. The mechanism of toxic action of aluminium continues
to remain poorly understood. The in vivo and in vitro inhibitory effect
of aluminium on mammalian (Na+/K+)ATPase share the same main
characteristics, which seems to involve the reduction of the degree
of oligomerization of the enzyme. The (Na+/K+)ATPase is an integral
membrane protein that hydrolyses ATP and mediates the active
transport of Na+ and K+ across the plasma membrane of all
eukaryotic cells. This enzyme is also present in the inner membrane
of Escherichia coli (E. coli), a Gram negative bacterium that is
commonly found in the lower intestine of warm-blooded animals.
Given that differences on the sensitivity of the (Na+/K+)ATPase to
aluminium exposure among species have been shown, it is
imperative to figure out the molecular basis of the enzyme
susceptibility to aluminium. The aim of this work is to investigate
whether aluminium also inhibits the (Na+/K+)ATPase of E. coli, since
the lipidic composition of its inner membrane differs from the
plasma membrane of mammalian cell. For instance, there are no
sterols or steroids in the inner membrane of E. coli, where
membrane fluidity tends to be maintained by fatty acids with shorter
chains and more unsaturated fatty acids.
In Boillon – Miller growth liquid medium (pH 7.0) the toxicity of
aluminium to E. coli (strain JM 109) has been studied during the
stationary phase at 37ºC. Addition of AlCl3, in the millimolar range,
drastically reduced the survival ability of E. coli (as reflected in the
reduction of CFU*mL-1 over time). The (Na+/K+)ATPase activity of
spheroplast prepared from E. coli cells previously exposed to
9.5*10-3 M AlCl3 remained identical to the measured in control
conditions (spheroplast prepared from E. coli cells not exposed to
AlCl3). Moreover, no aluminium-induced inhibition of the
(Na+/K+)ATPase was observed when AlCl3 (final concentration up to
1.0*10-3 M) was added directly to the reaction medium. In
conclusion, the (Na+/K+)ATPase of E. coli does not seem to be
sensitive to aluminium, besides aluminium being toxic to E. coli. Mestrado em Biologia Molecular e Celular
Tipo de Documento
Dissertação de Mestrado
Idioma
Português
Orientador(es)
Silva, Virgília Sofia Almeida de Azevedo e; Gonçalves, Maria Paula Polónia
