a telítetlen zsírsavak cisz-transz izomeráza Pseudomonasban és Vibrióban: biokémia, molekuláris biológia és fiziológiai funkció egyedülálló stressz adaptív mechanizmus

absztrakt

A cisz telítetlen zsírsavak Izomerizációja olyan mechanizmus, amely lehetővé teszi a Pseudomonas és Vibrio nemzetségekhez tartozó Gram-negatív baktériumok alkalmazkodását a környezeti stressz számos formájához. Az izomerizáció mértéke nyilvánvalóan korrelál az okozott folyékonysági hatásokkal, azaz a hőmérséklet emelkedésével vagy a membrán-toxikus szerves vegyületek felhalmozódásával. A transz-zsírsavakat a kettős kötés megfelelő cisz-konfigurációjának közvetlen izomerizációjával állítják elő, helyzetének eltolódása nélkül. A cisz telítetlen zsírsavak transz-vé történő átalakulása nyilvánvalóan fontos szerepet játszik a membrán folyékonyságának a sejtkörnyezet változó kémiai vagy fizikai paramétereihez való alkalmazkodásában. Egy ilyen adaptív mechanizmus alternatív módnak tűnik a membrán folyékonyságának szabályozására, amikor a növekedést gátolják, például a mérgező anyagok magas koncentrációja. A cisz-transz izomeráz (Cti)aktivitás konstitutív módon jelen van és a periplazmában helyezkedik el, nem igényel sem ATP-t, sem más kofaktort, például NAD(P) H-t vagy glutationt, és lipidek de novo szintézisének hiányában működik. Az ATP-től való függetlensége megegyezik a reakció negatív szabad energiájával. a cti egy polipeptidet kódol egy N-terminális hidrofób szignálszekvenciával, amely az enzim citoplazmatikus membránon keresztül a periplazmás térbe történő szállítása során vagy röviddel azután hasad le. Az előre jelzett CTI polipeptidben azonosították a citokróm C-típusú funkcionális hem-kötő helyet, és a közelmúltban közvetlen bizonyítékot szereztek arra vonatkozóan, hogy az izomerizáció nem foglalja magában a kettős kötés átmeneti telítettségét.

1 Bevezetés — történelem

minden élő sejtben a környezet szigorú változásai miatti stressz befolyásolja a membránokat. Ennek eredményeként a membrán integritásának zavara következik be, és így a gátként, az enzimek mátrixaként és az energiaátalakítóként való funkció veszélybe kerül . Ha nem tesznek ellenintézkedéseket, növekedésgátlás vagy akár sejthalál is előfordulhat. A sejtek fő adaptív reakciója az, hogy membránjaik folyékonyságát állandó értéken tartják, függetlenül a tényleges környezeti feltételektől. A membránfolyékonyság ilyen stabilizálását, amelyet homeoviszkózus adaptációnak neveznek, a membrán lipidek zsírsav-összetételének változása okozza, ez képezi a baktériumok domináns válaszát a membrán-hatóanyagokra vagy a változó környezeti feltételekre . Ezt az alapvető mechanizmust Ingram híres munkájában vizsgálták a múlt század 70-es évek végén . A 80-as évek végéig azonban a kettős kötés cisz-konfigurációját továbbra is az egyetlennek tekintették, amely természetesen előfordul a bakteriális zsírsavakban. Az analitikai vágási technikák fejlesztése, különösen a kapilláris oszlopok gázkromatográfiába történő bevezetésével, megkönnyítette a rokon zsírsav-metil-észterek egyértelmű megkülönböztetését, és néhány prokariótában a zsírsavak új osztályát, azaz a transz-konfigurált telítetlen zsírsavakat találták . Az első jelentések a telítetlen zsírsavak transz-izomerjeiről csak 10 évvel ezelőtt voltak a Vibrio és a Pseudomonas esetében. Ezután kimutatható volt, hogy a Pseudomonas atlantica acetátjából in vivo transztelítetlen zsírsavakat szintetizáltak, bár a telítetlen zsírsavak ismert bioszintetikus útvonalai alapján nem volt lehetséges magyarázat az ilyen zsírsavak képződésére.

röviddel azután, hogy kimutatták, hogy a cisz telítetlen zsírsavakká történő átalakulása új adaptív mechanizmust jelent, amely lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy megváltoztassák membránfolyékonyságukat két fajban, azaz. a Pszichrofil baktérium Vibrio sp. az Abe-1 törzs a hőmérséklet emelkedésére adott válaszként, a Pseudomonas putida P8-ban pedig toxikus szerves vegyületekhez, például fenolokhoz való alkalmazkodásként .

A minireview összefoglalja a jelenlegi ismereteket és haladást a téma állapotáról, hangsúlyt fektetve egy meglehetősen hatékony és elegáns mechanizmusra, amely lehetővé teszi a baktériumok alkalmazkodását a membrán folyékonyságát befolyásoló környezeti változásokhoz.

2 a telítetlen zsírsavak cisz–transz izomerázának (Cti) fiziológiája és működése

mindkettő, a Vibrio sp-ben. törzs Abe-1 és P. putida P8, a transztelítetlen zsírsavak általában alacsony mennyiségének egyértelmű növekedése figyelhető meg, amikor a sejteket magas hőmérsékletnek vagy toxikus fenolkoncentrációnak teszik ki. A P. putida növekvő sejtjei koncentrációfüggő módon reagálnak a fenolra, azaz a transz növekedése és a megfelelő cisz telítetlen zsírsavak egyidejű csökkenése korrelál a membránban felhalmozódott fenol mennyiségével . Az ilyen átalakulás nem függ a növekedéstől, mivel olyan nem növekvő sejtekben is előfordul, amelyekben a telített és telítetlen zsírsavak aránya, valamint a telítetlen zsírsavak teljes mennyisége nem változtatható meg a lipid bioszintézis hiánya miatt . Következetesen a reakció olyan sejtekben zajlik, amelyekben a cerulenin gátolja a zsírsav bioszintézisét . A cisz-transz konverzió enzimszerű kinetikával rendelkezik, és a membránra toxikus anyagok hozzáadása után 30 perccel éri el a végső transz-cisz arányt. Mivel a konverzió sebességét a kloramfenikol nem befolyásolja, arra a következtetésre jutottak, hogy a rendszer konstitutív módon jelen van, és nem igényel de novo protein bioszintézist .

az olajsavat (C18:1 ons), amelyet általában nem a P. putida P8 szintetizál, azonban a kiegészített tenyészetekben a membrán lipidekbe építik be. A mérgező 4-klór-fenol koncentráció hozzáadása után az olajsavat transz-izomerjévé, azaz elaidinsavvá (C18:1 ons 9trans) alakítottuk át. Egy ilyen megállapítás azt bizonyította, hogy a transz-zsírsavakat a cisz transzszaturálatlan zsírsavakká történő közvetlen izomerizálásával szintetizálják anélkül, hogy a kettős kötés helyzetét eltolnák . A transztelítetlen zsírsavak növekedését a megfelelő cisz telítetlen zsírsav csökkenése kísérte, míg mindkettő teljes mennyiségét állandó értéken tartották a hozzáadott toxinok bármely koncentrációjánál . A rendszer nem igényel ATP – t vagy más kofaktort, például NAD(P)H vagy glutation. Az ATP-t biztosító energiától való függetlensége összhangban van a cis negatív szabad energiájával a transz-reakcióhoz .

mindezek az adatok arra a felvetésre vezettek, hogy a cisz-transz izomerizáció új adaptív válasz a baktériumokban, amely lehetővé teszi számukra a hőmérséklet emelkedését vagy a membrán zavaró vegyületek toxikus koncentrációjának kezelését, olyan körülmények között, amelyek egyébként befolyásolnák a membrán folyékonyságát .

az átalakítás előnye a cisz-és a telítetlen zsírsavak által mutatott szterinkülönbségekből származik. A membránok magas telített zsírsavtartalma lehetővé teszi a zsírsavak Acil-láncainak optimális hidrofób kölcsönhatását egymás között, ami végül szorosan csomagolt, merev membránhoz vezet. Általában a telített zsírsavak átmeneti hőmérséklete vagy olvadáspontja sokkal magasabb, mint a cisz telítetlen zsírsavaké. A 16:0 arányú telített zsírsavakat tartalmazó foszfolipidek átmeneti hőmérséklete körülbelül 63 CAC-kal magasabb, mint a 16:1 arányú cisz telítetlen zsírsavaké . A membránok fázisátmeneti hőmérséklete növekszik a telített és telítetlen zsírsavak arányának növekedésével. A cisz telítetlen zsírsav kettős kötése mozgathatatlan hajlítást vált ki, amelynek szöge az acil-láncban 30 MHz. Ennek megfelelően a membránokban az acil-láncok erősen rendezett csomagja zavart okoz, ami viszont az ilyen membránok alacsonyabb fázisátmeneti hőmérsékletét eredményezi . Így a cisz-konfigurációban lévő telítetlen zsírsavak hajlított szterikus szerkezetekkel (azaz az acil-lánc törése) viszonylag nagy folyékonyságú membránt eredményeznek. Markáns ellentétben a transz konfiguráció hosszú, kiterjesztett szterikus szerkezete hiányzik a törésből, és a telített zsírsavakhoz hasonlóan képes beilleszteni a membránba .

A baktériumok alkalmazkodnak a membrán folyékonyságának növekedéséhez azáltal, hogy növelik foszfolipid zsírsavaik telítettségének mértékét, és egyes esetekben cisz-ről transz-ra változtatják telítetlen zsírsavaik konfigurációját. . A telítettség fokának változásainak egyik fő hátránya, mint stresszválasz, a sejtnövekedéstől és a zsírsav bioszintézisétől való szigorú függőségéből ered. Következésképpen az ezt a mechanizmust használó baktériumok nem képesek a membrán folyékonyságának poszt-bioszintetikus módosítására. Valójában megfigyelték, hogy az oldószerek a telített és a telítetlen zsírsavak arányának eltolódását okozzák csak olyan koncentrációkig, amelyek teljesen gátolják a növekedést. Magasabb, azaz mérgező koncentrációk jelenlétében a sejtek nem tudnak reagálni, ezért nem képesek alkalmazkodni az ilyen körülményekhez, vagy akár el is pusztulnak . A cisz telítetlen zsírsavak izomerizációja eddig csak a Pseudomonas nemzetségek törzseiben található meg, beleértve a fő képviselőket P. a putida és a P. aeruginosa, valamint a Vibrio megoldást jelent a növekedési függőség problémájára, mivel a nem növekvő sejtekben is működik. Bár a cisz-ről a telítetlen kettős kötésre való áttérésnek nincs ugyanolyan csökkenő hatása a membrán folyékonyságára, mint a telített zsírsavakká történő átalakulásnak, mégis jelentős hatást gyakorol a membrán merevségére .

A főként fenolos vegyületeken alapuló első megfigyelések után egy sor szerves oldószert teszteltek a Cti-k minőségi és mennyiségi aktiválására való képességük szempontjából. Ennek megfelelően az izomerizáció mértéke nyilvánvalóan korrelál a toxicitással és a szerves vegyületek koncentrációjával a membránban . Az oldószer antimikrobiális hatása korrelál annak hidrofób hatásával, a vegyület megoszlási együtthatójának logaritmusával kifejezve n-oktanol és víz keverékében (logPow) . Az 1-5 közötti logPow-val rendelkező szerves oldószerek nagyon mérgezőek a mikroorganizmusokra, mivel elsősorban a membránokban oszlanak meg, ahol a membrán folyékonyságának növekedését okozzák, végül nem specifikus permeabilizációhoz vezetnek . A vegyület logP-értéke és toxicitása közötti összefüggést az 1.táblázat mutatja, amelyben 11 vizsgált vegyület szerepel növekvő logP-értékeik szerint. Ábra. 1 a logP értékeket az 50%-os növekedésgátlást okozó mért becsült koncentrációkhoz (EC 50), valamint ezzel egyidejűleg a baktériumok transz/cisz (TC 50) arányának fél maximális növekedését okozó vegyületek koncentrációihoz viszonyítva ábrázoljuk. Így közvetlen összefüggés van a szerves oldószerek toxicitása és a Cti-re gyakorolt aktiváló hatásuk között, azonban ez teljesen független a vegyületek kémiai szerkezetétől.

1989 óta, amikor felfedezték a P. putida törzset, amely az általában erősen mérgező toluol, sztirol vagy xilol második fázisát tartalmazó közegben nőtt, számos más P. hasonló tulajdonságokkal rendelkező putida törzseket találtak, és sok kutatócsoport megpróbálta feltárni az oldószer tolerancia mechanizmusait. Ezen baktériumok többségében a Cti részt vett az oldószer toleranciájában.

nem csak a szerves oldószereket vagy a hőmérséklet emelkedését, hanem néhány más stressz-kiváltót is teszteltek a Cti-re gyakorolt hatásuk szempontjából. Összefoglalva, minden membrán befolyásoló ingerek, mint a szerves oldószerek, ozmotikus stressz (okozta NaCl és szacharóz), nehézfémek, hősokk, és membrán-aktív antibiotikumok kimutatták, hogy aktiválja a rendszert . Azonban a stressz körülmények, mint például a glicerin által okozott ozmotikus stressz, hideg sokk és magas pH, amelyekről ismert, hogy nem aktiválják a sejt K+-felvételét — az első sejtes reakció a membrán károsodására, ami fokozott permeabilizációhoz vezet — nem okozták a Cti aktiválódását . Ezek az eredmények egyértelműen azt mutatják, hogy a cisz/transz Arány feltehetően a mikroorganizmusok általános stresszreakció-mechanizmusának része .

3 a Cti biokémiája és molekuláris biológiája

A CTI baktériumokban a különböző stresszekhez való alkalmazkodás általános funkciójának fiziológiai leírását követően molekuláris biológiai és biokémiai vizsgálatokat végeztek ennek az egyedülálló adaptív válaszrendszernek a jellemzésére.

A sejtrekeszekben végzett Cti aktivitás vizsgálata alapján a citoplazmatikus membránt tekintették az enzim helyének, ahol szubsztrátjai, a foszfolipid zsírsavak is jelen vannak. Meglepő módon azonban a Cti-t ezután megtisztítottuk a Pseudomonas oleovorans és a Pseudomonas sp periplazmikus frakciójából. e-3 törzs . Az enzim klónozása lehetővé tette az izolálását His-tagged P. putida P8 fehérje heterologikusan expresszálva Escherichia coli. A Cti egy 87 kDa-s semleges fehérje, amely monocistronikusan átíródott és konstitutívan expresszálódott. A CTI gén nukleotidszekvenciája a P. putida P8 , P. putida DOT-T1E és P. oleovoránok a Gpo12 végül nyilvánvalóvá tette, hogy az izomeráz rendelkezik egy N-terminális hidrofób jelszekvenciával, amelyet az enzimnek a periplazmikus térbe történő célzása után hasítanak le.

A P. putida DOT-T1E CTI knockout mutánsát építették fel, amely nem képes a cisz telítetlen zsírsavak izomerizálására. Ennek a mutánsnak túlélési aránya van, ha sokkolja 0.08% (vol/vol) toluol alacsonyabb, mint a vad típusú törzs , és hosszabb késleltetési fázist mutat, mint a szülői törzs, ha a gázfázisban szállított toluollal termesztik, az eredmények egyértelműen befolyásolják a Cti toluolválaszát ebben a törzsben. A cisz-transz izomerizáció azonban nem valószínű, hogy az egyetlen szükséges adaptációs mechanizmus a szerves oldószerekhez, mivel ismertek olyan törzsek, amelyek képesek az izomerizációt elvégezni, és még mindig oldószerérzékenyek .

Holtwick et al. bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy az enzim citokróm c-típusú fehérje, mivel hemkötő helyet találtak az előrejelzett Cti polipeptidben. A Pseudomonas sp enzimkészítményhez. az E-3 törzs, amely feltehetően homológ a P. putida P8 cti géntermékével, azt javasolták, hogy a vas (valószínűleg Fe3+) döntő szerepet játszik a katalitikus reakcióban . Megállapították, hogy a cisz–transz izomerizáció független a kardiolipin-szintáztól, egy enzimtől, amely elősegíti a membrán hosszú távú adaptációját fokozott kardiolipin szintézissel .

nemrégiben tisztázták az izomerizációs reakció molekuláris mechanizmusát. Kettős deuterált olajsavval végzett kiegészítő kísérletekben kimutatták, hogy az olajsav kizárólag kettős deuterált elaidinsavvá alakul át a Cti aktiválása után. Ki kell zárni a kettős kötés átmeneti telítettségét az izomerizáció során, valamint a kapcsolt hidratációs–dehidrációs reakciót . Így egy enzimatikus mechanizmust javasolunk: enzim-szubsztrát komplex képződik, amelyben az elektrofil vas (valószínűleg Fe3+), amelyet az enzimben jelen lévő hem domén biztosít, eltávolít egy elektront a cisz kettős kötésből, átadva az SP-T2 összekapcsolás SP-be3. A kettős kötést ezután a transz-konfigurációra való elforgatás után feloldjuk. Ennek a javasolt enzimatikus mechanizmusnak a sémáját az ábra mutatja be. 2. Egy ilyen mechanizmus összhangban van a P. putida P8 CTI-ben a hem-kötő motívum elpusztítására végzett helyszíni mutagenezis kísérletekkel . Ezek a mutációk az enzim működésének elvesztését eredményezik, és így bizonyítékot szolgáltatnak a citokróm c és a hem jelenlétére az enzim katalitikus központjában. Mivel az enzim reakciója nem függ a kofaktor Cti aktivitásától, különbözik az összes többi ismert hem-tartalmú enzimtől, amelyek szubsztrátként hatnak a zsírsavakra. Nincs azonban szükség kofaktorra, mert nincs nettó elektronteljesítmény.

egyediségének másik jelzése a hasonlósági keresésekből származik: a Cti nem mutatott szignifikáns hasonlóságot a homológ peptidekkel, amikor az előre jelzett aminosav-szekvenciát összehasonlították más fehérjékkel. Nem meglepő azonban, hogy a hét aminosav-szekvenciájának összehasonlítása a jelenlegi ismert Cti-fehérjékig mindegyiket a citokróm C-típusú hem-tartalmú polipeptidekként azonosította . A taxontól függetlenül a citokróm c típusú hem csoport erősen konzervált motívumként és funkcionális doménként van jelen minden enzimben összehasonlítva , különösen a Cyt C fehérjék hem-kötő helye a hem-vinil csoportok és a konzervált hem-kötő motívumban található két cisztein között helyezkedik el cxxch.

az eddig vizsgált hat Pseudomonas törzs összes Cti szekvenciájában N-terminális jelszekvencia van jelen, ami a Cti periplazmás lokalizációjára utal. Ezt a lokalizációt már bizonyították a P. oleovorans és a P. putida DOT-T1E esetében . A Sec-függő szekrécióra jellemző szignálpeptid azonban nincs jelen a V. cholerae Cti fehérjéjében. A hét ismert Cti-fehérje többszörös szekvenciaillesztése feltárta, hogy a Pseudomonas és Vibrio törzsekből származó fehérjék három fő ágból álló filogenetikai fát alkotnak, ami az enzim közös ősére utal. Érdekes módon a V. cholerae által megjósolt polipeptid nyilvánvalóan nem alkot külön csoportot, hanem a P. aeruginosa és a P. sp változatos fehérjecsoportjából származik. E-3 . Nemrégiben az összehangolási vizsgálatok kimutatták, hogy a cti-ben ismert gének jelen lehetnek a methylococcus és a Nitrosomonas nemzetségbe tartozó baktériumok genomjában is. Ezekről az organizmusokról ismert, hogy transztelítetlen zsírsavakat is tartalmaznak . A CTI jelenlétére vonatkozó közvetlen fiziológiai vagy biokémiai bizonyítékok azonban még mindig hiányoznak ezekben a baktériumokban.

4 a CTI szabályozása

A telítetlen zsírsavak Cti-jével kapcsolatos egyik legfontosabb nyitott kérdés az, hogy hogyan szabályozzák ennek az alkotmányosan expresszált periplazmás enzimnek a aktivitását. Az egyik lehetőség egy komplex modell lenne, amelyben az enzim szubsztrátjai, a cisz telítetlen zsírsavak, lehasadnak a membrán foszfolipidek periplazmás fázisából. A kapott szabad telítetlen zsírsavat ezután CTI-hatással izomerizáljuk, majd ezt követően újra hozzákapcsoljuk a lizofoszfolipidhez, amelynek eredményeként transz-telítetlen zsírsavakat tartalmazó foszfolipid képződik . Egy ilyen összetett modell azonban nem egyezik meg azokkal az adatokkal , amelyek megerősítik a Cti aktivitását nyugvó sejtekben és energiaforrások teljes hiányában, mivel legalább a módosított zsírsavak membránhoz való visszailleszkedéséhez energiára lenne szükség.

az enzimaktivitás szabályozását azonban egyszerűen úgy lehet elérni, hogy az enzim aktív középpontja képes elérni szubsztrátját, a kettős kötést, amely viszont a membrán folyékonysági állapotától függ. Ennek megfelelően az enzim megfigyelt regio-specifitása tükrözi az izomeráz aktív helyének behatolását a membrán meghatározott mélységébe . A Cti hidrofil szerkezete és periplazmás elhelyezkedése alátámasztja azt a feltételezést, hogy az enzim csak a célját érheti el, azaz. a telítetlen zsírsavak kettős kötései, amelyek a membrán bizonyos mélységében helyezkednek el, amikor a membránt olyan környezeti feltételek nyitják meg, amelyek a membrán szétesését okozzák . Korábban kimutatták, hogy az acil-lánc sorrendjének csökkenése a fehérjék fokozott penetrációját és transzlokációját eredményezheti a membránokban . Bizonyos foszfolipázokhoz hasonlóan elképzelhető, hogy a CTI mélyebb behatolást mutat a membránba, amikor az acil láncok sorrendje csökken, és a foszfolipid fejcsoportok távolsága megnő. Az is egyértelműen elképzelhető , hogy a membránok csomagolásának csökkentése lehetővé tenné a kettős kötések gyakoribb megközelítését a membránfelületekhez, végső soron megkönnyítve az izomerázzal való kölcsönhatást . Mivel az acil-lánc csomagolását növeli cisz nak nek transz izomerizáció a telítetlen zsírsavak , a fehérje behatolása ellensúlyozódna, ezzel egyidejűleg, cisz nak nek transz izomerizáció gátolva, végül az acil-lánc csomagolásának szoros szabályozását eredményezi közvetett jelátviteli mechanizmusok vagy útvonalak bevonása nélkül. A membrán-aktív vegyület eltávolítása után a rendszeresen alacsony transz-cisz Arány visszanyerése valószínűleg az összes cisz zsírsavak normál de novo szintézisével történik, mivel a fordított (transz-cisz) folyamat energiabevitelt igényel.

A Cti aktivitásának szabályozására szolgáló ilyen modell megfelelően megmagyarázza a cisz–transz izomerizáció foka és a környezeti stressztényező bizonyos koncentrációja által okozott toxicitás közötti gyakran jelentett összefüggést is . Az enzim által katalizált reakció másik eredményeként csökken a membrán folyékonysága, és mivel az enzim nem tudja elérni célját, amikor a membrán folyékonysága elérte a normál szintet, az enzim kiszorul a kétrétegből .

5 Záró megjegyzések

bár a telítetlen zsírsavak cisz–transz izomerizációja nem teljesen ismert, nyilvánvalóvá vált, hogy a Pseudomonas és Vibrio sejtek általános stresszválaszrendszerének része. A Cti általános funkciójának másik jelzése a gyakran leírt függőség más stresszválasz-mechanizmusok indukciójától/aktiválásától is .

nyilvánvaló, hogy sürgős adaptív mechanizmust jelent, amely lehetővé teszi a membránok gyors módosítását, hogy megbirkózzanak a felmerülő környezeti stresszel. Egy ilyen gyors reakció, amely percekben hat, időt biztosít a sejtnövekedéstől függően más mechanizmusok számára, hogy megkönnyítsék az adaptív válaszban betöltött szerepüket, mivel az azonnali reakció garantálja a túlélést különböző stressz körülmények között. Ami az oldószer toleranciát illeti, a gyors (sürgős), közép-és hosszú távú mechanizmusok egyfajta kaszkádja nyilvánvalóan együtt működik a környezeti stresszhez való teljes alkalmazkodás elérése érdekében. A Cti kétségtelenül az egyik legfontosabb sürgős rendszer, amely segít a sejteknek ellenállni az első toluol sokknak, végül lehetővé teszi további adaptív mechanizmusok aktiválását és indukcióját, amelyek végül provokálják a teljes alkalmazkodást .

könnyű funkciója és hatékonysága miatt, és mivel bonyolult szabályozás nélkül működik, elképesztő, hogy egy ilyen cisz-transz izomerizációs mechanizmus nincs mindenütt jelen a Gram-negatív baktériumokban. Lehetséges magyarázat lehet a Pseudomonas és a Vibrio nemzetségek széles körű előfordulása. A nem specializált baktériumok közül a Pseudomonas nemzetség tagjai rendkívül alkalmazkodó mikroorganizmusok, amelyek számos ökoszisztéma, köztük a talaj, az emberi bőr és a tengervíz minden rését meghódították. A Vibrio nemzetség tagjai szintén számos ökoszisztémát hódítottak meg, beleértve a talajt és a mélytengeri területeket. Ahhoz, hogy kolonizálni tudják ezeket a réseket, rendkívül rugalmasnak és alkalmazkodónak kell lenniük a változó környezeti feltételekhez. A Cti hatékony mechanizmust biztosít a sejtek számára az ilyen alkalmazkodóképesség eléréséhez. Erre nincs szükség más Gram-negatív baktériumokban, például az E. coliban, amelyek az emlősök gyomor-bél traktusában élnek, ahol boldogan élhetnek ilyen sürgős membránadaptációs mechanizmus nélkül.

A membrán lipidek ígéretes eszközt kínálnak biomarkerként a mikrobiális populáció változásainak elemzéséhez. Valójában, Guckert et al. javasolták a 0,1-nél nagyobb transz/cisz Arány alkalmazását (a legtöbb környezeti mintára jelentett normál index) az éhezés vagy a stressz indexeként. Mivel a zsírsavprofilok mérése számos laboratóriumban rutinszerű módszerré vált, ez ígéretes megközelítésnek tűnik a toxikus hatások értékelésében. A trans / cis index meghatározása tehát értékes lehetőség lehet a természetes minták toxicitási állapotának tanulmányozásában, különösen akkor, ha a növekedéstől függő vizsgálatok nem végezhetők el, például természetes élőhelyeken. Úgy tűnik, hogy egy ilyen mutató fő alkalmazási területe a toxicitás és a környezeti stressz mérése in situ bioremediációs folyamatok során, ahol a zsírsavprofilok fontosak a talaj mikroflóra ökológiai vizsgálatának markereként. Például a szennyezett területek bioremediációja során a telítetlen zsírsavak szintje az általános stressz és stresszcsökkentés markereként használható a biológiai lebontási folyamat nyomon követésére . A cisz-transz izomerizáció alkalmazását a szerves vegyületek általános toxicitásának értékelési eszközeként már leírtuk az aromás karbonilvegyületek esetében . A cisz-ek telítetlen zsírsavakká történő izomerizációjának a stressz indikátoraként történő alkalmazását célzó további vizsgálatok létfontosságúak, és végső soron a környezeti monitorozás alkalmazható technikáját eredményezhetik.