Pseudomonas aeruginosa’da Fosfat Eksikliğinin Ramnolipid Üretimine ve İlişkili Quorum Sensing Sinyal Moleküllerine Etkisi


Bukavaz S.

Flora İnfeksiyon Hastalıkları ve Klinik Mikrobiyoloji Dergisi, cilt.24, sa.2, ss.93-100, 2019 (TRDizin) identifier

Özet

Giriş: Ramnolipid Pseudomonas aeruginosa infeksiyonlarının oluşması ve devamlılığı için gerekli olan bir virülans faktördür. Ramnolipidüretiminin kontrolü hücre yoğunluğuna bağlı düzenleme (quorum sensing) altındadır. Ayrıca, çevre/besin seviyelerine bağlı olarak dapek çok faktörden etkilenir. Bu çalışmada, fosfat eksikliğinin quorum sensing moleküllerine etkisi ramnolipid üretimi altında incelenmiştir.Materyal ve Metod: Çalışmada fosfatın ramnolipid üretimine etkisi, P. aeruginosa PAO1 (kontrol suşu) ve ramnolipid mutant suşlarının“Luria-Bertani (LB)”, Proteose Pepton Glukoz Amonyum Tuzu (PPGAS) ve PPGAS besiyerine fosfat eklenerek hazırlanmış (50 mM finalkonsantrasyon) besiyerlerindeki kültürlerinden elde edilen örneklere, orcinol ve ince tabaka kromatografi (TLC) yapılarak gösterildi. Ayrıca,ramnolipid üretimiyle ilişkili quorum sensing oto uyaranları 16, 24 ve 48 saatlik bakteri kültürlerinden izole edilerek kantitatif “HighPerformanceLiquid Chromatography-Mass Spectrometry (HPLC-MS)” analizi ile ölçüldü.Bulgular: Orcinol test ile yapılan ramnolipid tayininde, P. aeruginosa PAO1 suşunun PPGAS besiyerinde 48 saatlik örneklerde, LB’yegöre 20 kat daha fazla ramnolipid ürettiği gözlendi. PPGAS besiyerine fosfatın (final konsantrasyon; 50 mM) eklenmesi ramnolipidmiktarında 48 ve 72 saatlik örneklerde sırasıyla; %54 ve %64 oranlarında azalmaya sebep oldu. Quorum sensing sinyal molekülleriarasında en fazla miktarda C4-HSL ve PQS bulunurken, bunu HHQ ve 3-oxo-C12-HSL takip etti.Sonuç: P. aeruginosa PAO1’de fosfat eksikliği, quorum sensing’in RhlR ve PQS sistemlerini aktifleştirerek ramnolipid üretimini arttırır.Ramnolipid üretimi artarken, aynı yolakla diğer virülans faktörlerinin de aktifleştiği düşünüldüğünde, fosfat eksikliği P. aeruginosa’nınvirülansının artmasına sebep olur
Introduction: Rhamnolipid (RL) is one of the virulence factor secreted from Pseudomonas aeruginosa and is required to establish and persist the infection. The control of RL production is under control of Quorum Sensing System, and it is influenced by numerous factors of environmental/nutritional levels. In this study, it was aimed to investigated the phosphate depletion effect on selected Quorum Sensing Signal Molecules (QSSMs) under condition of rhamnolipid production. Materials and Methods: The effect of phosphate on RL production was examined in P. aeruginosa PAO1 and RL mutant strains by Orcinol and TLC plate test. Additionally, HPLC/MS quantification for QSSMs related to rhamnolipid production was carried out using the samples isolated from 16, 24 and 48 h cultures grown in Luria-Bertani (LB) and Proteose Peptone Glucose Amonium Salt (PPGAS) medium. Results: The increase in rhamnolipid production in PPGAS medium, for the wild type strain (48 h) amounted up to 20 fold was achieved compared to LB media by Orcinol assay. The cultures from PPGAS medium supplemented with 50 mM phosphate displayed significantly lower amount of rhamnolipid in 48 and 72 h cultures by 54% and 64%, respectively. The highest concentration of QSSMs were the C4-HSL and PQS for all strains. Then, the QSSM profile was followed by 3-oxo-C12-HSL and HHQ. Conclusion: Phosphate limitation increased rhamnolipid production via RhlR and PQS systems in P. aeruginosa PAO1. Considering the fact that other virulence factors are activated while rhamnolipid production is increased, phosphate limitation leads to an increase in the virulence of P. aeruginosa.