Análisis global de las proteínas fosfatasas de tipo eucariota en Myxococcus Xanthus

  1. García Hernández, Raquel
Dirigida por:
  1. José Muñoz Dorado Director/a
  2. Juana Pérez Torres Director/a

Universidad de defensa: Universidad de Granada

Fecha de defensa: 27 de noviembre de 2008

Tribunal:
  1. Joaquín Moreno Casco Presidente/a
  2. Aurelio Moraleda-muñoz Secretario/a
  3. Antonio Luis Extremera León Vocal
  4. María Enriqueta Arias Fernández Vocal
  5. José M. Fernández Ábalos Vocal

Tipo: Tesis

Resumen

Las mixobacterias llevan a cabo un ciclo de desarrollo multicelular, único entre los procariotas, desencadenado por el agotamiento de nutrientes. Durante esta etapa, las células intercambian señales extracelulares a través de una amplia variedad de rutas de señalización, siendo las más comunes en procariotas aquellas en las que intervienen los sistemas reguladores de dos componentes. Sin embargo, a diferencia de procariotas, en eucariotas la señalización depende de cascadas de fosforilación de proteínas catalizadas por serina/treonina y tirosina quinasas. Durante mucho tiempo se consideró que estas proteínas estaban confinadas de forma exclusiva a eucariotas, hasta que en 1991 Muñoz-Dorado y colaboradores descubrieron la presencia de una de ellas en M. xanthus, confirmando así la existencia de estas quinasas en procariotas. Ahora se conoce que 2/3 de los procariotas secuenciados poseen quinasas de este tipo. Como la fosforilación de proteínas es una modificación reversible, existen proteínas Ser/Thr o Tyr fosfatasas que ejercen un papel opuesto al de las quinasas en la transducción de señales, catalizando la desfosforilación de los sustratos previamente fosforilados por una quinasa. Las fosfatasas están menos caracterizadas que las quinasas debido posiblemente a su mayor diversidad. En este sentido, las fosfatasas de tipo eucariota se engloban en 3 superfamilias, denominadas proteínas fosfatasa dependientes de Mg2+ o Mn2+ (PPM), fosfoproteínas fosfatasa (PPP) y proteínas tirosina fosfatasa (PTP), que se diferencian en secuencia, sensibilidad frente a inhibidores, requerimientos metálicos y homología genética. El análisis del genoma de M. xanthus reveló la presencia de genes que codifican proteínas pertenecientes a las 3 superfamilias de fosfatasas, un hecho poco frecuente en la mayoría de procariotas, siendo los miembros pertenecientes a la superfamilia PPP los más abundantes en esta bacteria. El estudio de un conjunto de estas proteínas ha puesto de manifiesto que sus genes codificantes poseen perfiles de expresión muy diversos participando en las dos etapas del ciclo de vida de la mixobacteria. Por otro lado, el análisis del operón donde se encuentra el gen que codifica la Ser/Thr fosfatasa Pph2 de M. xanthus reveló que está constituido por 6 genes, entre los que se encuentran los que cifran la fosfohistidina fosfatasa SixA y el sistema regulador de dos componentes PhoPR1. La expresión de estos genes está regulada parcialmente por el propio sistema PhoPR1 y su expresión se induce de forma considerable durante el ciclo de desarrollo, coincidiendo con el momento en el que las células están formando agregados. La fosfatasa SixA de M. xanthus, descrita como fosfohistidina fosfatasa en otras bacterias, desfosforila a la histidina quinasa PhoR1. La fosfatasa Pph2 de M. xanthus está implicada en el control del ciclo de desarrollo y colabora en la respuesta de la célula frente a condiciones de estrés energético, ya que el mutante de deleción para el gen pph2 fructifica de forma tardía. Así mismo, este mutante presenta defectos en la esporulación mostrando algunas mixósporas de morfología bacilar. Además, la proteína Pph2 presenta actividad frente al sustrato genérico de las fosfatasas pNPP en presencia de iones Mn2+ y a pH preferentemente neutro. Mediante el rastreo de una genoteca de expresión de M. xanthus se ha determinado que la fosfatasa Pph2 interacciona con una proteína hipotética y con la glutamina sintetasa GlnA4. El gen glnA4 de M. xanthus se expresa a bajos niveles durante el desarrollo tardío, cuando el proceso de esporulación está culminando, y en presencia de estrés energético. Además, el mutante de deleción para dicho gen muestra agregación prematura e hipersensibilidad a compuestos inductores de estrés energético, así como producción reducida de mixósporas y notable disminución de la viabilidad de las mismas. La proteína GlnA4 muestra actividad ¿-glutamil isopropilamida sintetasa que aumenta en presencia de extractos de esporas procedentes del mutante ¿pph2 y disminuye por acción de la fosfatasa Pph2 de M. xanthus.