Los gránulos de fosfato bacteriano contienen polifosfatos cíclicos: evidencia de RMN en estado sólido

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Microbiología

Sus antecedentes:

• Los polifosfatos (poliP) son polímeros esenciales en los organismos, tradicionalmente vistos como cadenas lineales.
• Estudios recientes sugieren que los metafosfatos cíclicos pueden interactuar con las enzimas, cuestionando su aparición natural.
• Los informes anteriores de metafosfatos a menudo se descartaron como artefactos de los métodos de extracción.

Objetivo del estudio:

• Investigar la estructura química de los polifosfatos en las células bacterianas enteras utilizando métodos no destructivos.
• Para determinar si los metafosfatos cíclicos ocurren naturalmente en la bacteria Xanthobacter autotrophicus.
• Explorar el potencial significado biológico y la localización celular de los metafosfatos.

Principales métodos:

• Espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido no destructiva empleada en células enteras y fracciones insolubles.
• Se analizaron los desplazamientos químicos isotrópicos y anisotrópicos para identificar las estructuras de fosfato.
• Se compararon espectros celulares con metafosfatos sintéticos de estructuras conocidas para su identificación.

Principales resultados:

• Los datos de RMN revelaron la coexistencia de fosfatos lineales y cíclicos en células enteras hidratadas de X. autotrophicus.
• Se detectaron cantidades sustanciales de fosfatos cíclicos, con un tamaño promedio de 3-8 unidades de fosfato, en condiciones específicas de crecimiento y muestreo.
• Se encontró que los metafosfatos se enriquecían en gránulos insolubles y densos en electrones, y el hexametafosfato exógeno se metabolizaba en trimetafosfatos.

Conclusiones:

• Este estudio proporciona la primera evidencia definitiva de la presencia de metafosfatos biológicamente relevantes en células bacterianas enteras.
• Los hallazgos sugieren que las concentraciones de metafosfato pueden ser significativas en las células frescas e indican un papel biológico potencial.
• Abre nuevas vías para investigar la función de los metafosfatos en varios organismos.