The Flavoenzime Ferredoxin (Flavodoxin)-NADP(H) Reductase Modulates NADP(H) Homeostasis During the soxRS Response of Escherichia coli.

RAMIRO ESTEBAN RODRIGUEZ VIRASORO; ADRIANA KRAPP; HUGO POLI; DARÍO PALADINI; JAVIER PALATNIK; NESTOR CARRILLO

Carlos Paz, Argentina

Congreso; XXXVII Reunión Anual Nacional de la Sociedad Argentina de Investigaciones en Bioquímica y Biología Molecular (SAIB); 2001

La exposición de células de Escherichia coli a superóxido (O2•-), óxido nítrico y agentes redox cíclicos generadores de O2•- tales como el metil viológeno (MV), resulta en la inducción de unos 15 genes pertenecientes al regulón soxRS. Las proteínas codificadas por estos genes contribuyen a la defensa por distintos mecanismos: eliminación de O2•- (superóxido dismutasa de manganeso, sodA), reparación de ADN (exonucleasa IV), reemplazo de hidroliasas con centros [4Fe 4S] sensibles (aconitasa, fumarasa), producción de NADPH (glucosa-6-fosfato deshidrogenasa), etc. Una de las proteínas cuya actividad aumenta unas 20 veces ante la exposición al MV es la ferredoxina NADP(H) reductasa (FPR), que promueve la transferencia de electrones desde NADPH a distintos tipos de aceptores de electrones.Las bacterias deficientes en FPR (fpr-) son anormalmente sensibles al estrés oxidativo y aunque no se conoce la naturaleza del mecanismo defensivo, se han postulado varias hipótesis. Una de ellas involucra a FPR en la reconstitución de hidroliasas dañadas, y otra, en la desactivación reductiva de la proteína sensora SoxR, dos mecanismos que evaluamos trabajando con distintas mutantes y plásmidos.En primer lugar demostramos que las enzimas con centros [4Fe 4S] sensibles al O2•- son estables en bacterias fpr- y no en mutantes sodA-. Además, la sensibilidad al MV es debida a muerte celular incrementada y no a bacteriostasis. Estos resultados indican que FPR no actúa en la reparación de centros [4Fe 4S].En la cepa parental y en la mutante fpr-, la extensión y la velocidad de inducción de la respuesta soxRS son similares, mientras que la sobreexpresión de una FPR bacteriana o vegetal llevó a un aumento de la inducción del regulón soxRS, acompañado por una oxidación del NADPH citosólico. Los resultados previos indicarían que ante un estrés oxidativo, FPR actuaría principalmente modulando la homeostasis NADPH/NADP+ en la célula estresada. Se postula que esta modulación es esencial para mantener niveles subtóxicos de NADPH durante la condición oxidativa.