LIPOILACIÓN DE PROTEINAS: UNA MODIFICACION POSTRADUCCIONAL ESENCIAL DESDE BACTERIAS A ANIMALES

RASETTO, N; LAVATELLI, A; DE MENDOZA, D; MANSILLA, MC

Rosario

Jornada; IX Jornada de Ciencia y Tecnologia; 2015

UNR

El ácidolipoico (AL) es un cofactor organosulfurado presenteen todos los dominios de la vida. Forma parte de complejos enzimáticosinvolucrados en el metabolismo oxidativo y de un carbono, y es también unpotente antioxidante. La bacteria Gram-negativa Escherichia coli posee dos vías redundantes de lipoilación: puedesintetizar AL a partir de un intermediario de la síntesis de ácidos grasos outilizar el lipoato presente en el medio de cultivo. Labiosíntesis del cofactor ocurre por un mecanismo de dos reacciones. En primerlugar se transfiere la porción octanoilo desde octanoil-ACP a los dominioslipoilables de los complejos enzimáticos, reacción catalizada por la enzimaLipB, una octanoil-[ACP]: proteína N-octanoiltransferasa.Luego se produce la adición de dos átomos de azufre a la cadena hidrocarbonada del octanoilo unido a la enzima, catalizada por LipA, una lipoato sintasa. Ademásel AL puede ser tomado directamente del medio y ligado a los dominioslipoilables en una reacción catalizada por LplA, una lipoato ligasa. Recientementeen nuestro laboratorio se ha dilucidado el mecanismo de lipoilación en labacteria modelo Gram-positiva Bacillussubtilis, que resultó ser más compleja, ya que se necesitan dos proteínasadicionales: GcvH, la subunidad H del sistema de ruptura de glicina, y LipL,una GcvH:E2 amidotransferasa. Además LipL estaría involucrada en la utilizaciónde AL exógeno, por un mecanismo aún desconocido. Comparado con el conocimientoque se dispone de la lipoilación proteica en bacterias y eucariotasunicelulares, la información disponible acerca del metabolismo de esta coenzimaen organismos multicelulares es fragmentaria. Por este motivo iniciamos el estudiode esta vía en Caenorhabditis elegans,que presenta excelentes ventajas como modelo de estudio y que podría permitir extrapolarlos resultados a organismos más complejos. Para determinar la participación deLipL en la ligación de lipoato usamos mutantes de B. subtilis en distintos pasos de las vías de lipoilación proteica.Realizando curvas de crecimiento en medios definidos de distinta composición yensayos de Western blot, pudimos establecer que esta proteína es esencial parala ligación de lipoato a la alfa-cetoglutarato deshidrogenasa y a ladeshidrogenasa de cetoácidos ramificados. Por este motivo se observaron severosdefectos de crecimiento en las mutantes lipL,aún con el suplemento de AL en el medio de cultivo. Cabe destacar que laproteína LipL, que juega un rol fundamental tanto en la vía de síntesis como deutilización de AL, está ausente en mamíferos pero conservada en otras especiesGram positivas patógenas para los humanos, lo cual la convierte en un excelenteblanco para el desarrollo de nuevos compuestos antimicrobianos Por otra parte, mediante interferencia con ARN, sebloqueó en C. elegans la expresión deM01F1.3, una proteína que presenta homología con LipA. Los gusanos sometidos aeste tratamiento durante dos generaciones sufrieron un arresto de su desarrolloy nunca se convirtieron en adultos. Este fenotipo se repitió cuando el ensayose realizó tanto en medio mínimo como en medio rico. Resultó indistinto tambiénrealizar la interferencia con una cepa bacteriana protótrofa para AL o con unaincapaz de sintetizarlo. Estos resultados indican que C. elegans no estaría utilizando el cofactor proveniente de labacteria ni de la peptona del medio de crecimiento o bienque, como se observó en mamíferos, la síntesis endógena de lipoato es esencial.