Elucidación del mecanismo de transducción de señal de la proteína MecR1 de Staphylococcus aureus resistente a meticilina

BELLUZO, B.S.; DAL PERARO, M.; ABRIATA, L.A.; LLARRULL, L.I.*; GIANNINI, E.

Rosario

Congreso; XXIII Congreso Latinoamericano de Microbiología/ XIV Congreso Argentino de Microbiología; 2016

La proteína sensora MecR1 de Staphylococcus aureus resistente a meticilina (SAMR) regula la expresión de PBP2a, una transpeptidasa no inhibida por concentraciones clínicas de beta-lactámicos. MecR1 presenta un dominio de unión a penicilina extracelular de estructura conocida y un dominio transmembrana con actividad metaloproteasa de estructura desconocida. En la actualidad se desconoce el mecanismo de transducción de la señal mediada por MecR1, posible blanco para la inhibición de la casada de eventos que culminan en la manifestación de resistencia. En este trabajo nos propusimos caracterizar los aminoácidos involucrados en la actividad de MecR1 e identificar un modelo estructural que permita explicar su mecanismo de acción.Mediante la combinación de modelado por homología, datos de RMN acerca de la interacción entre ambos dominios, simulaciones de dinámica computacional y docking obtuvimos un modelo de MecR1 completa. El corazón del dominio integral de membrana presenta un plegamiento gluzincina. Este dominio define una cámara abierta que no alcanza a atravesar la membrana, y que es cerrada del lado extracelular por el dominio sensor. En la base de esta cámara hidrofílica se encuentra localizado el sitio de unión del metal. La topología de MecR1 se evaluó experimentalmente mediante la medición de la fluorescencia de versiones truncadas de MecR1 fusionadas a eGFP y la determinación de la susceptibilidad a Proteinasa K. Los resultados obtenidos se condicen con la topología de la región central del dominio metaloproteasa modelado, pero difieren con la topología propuesta por el modelo computacional para la región de baja homología comprendida entre los aminoácidos 1-130. La topología de esta última región se corroboró mediante susceptibilidad a proteólisis por TEV de MecR1 con inserciones del epitope de reconocimiento de esta proteasa.En cuanto a la actividad metaloproteasa de MecR1, la proteína expresada en Escherichia coli presentó actividad auto-proteolítica aun en ausencia del inductor. La mutación E205A resultó en la desaparición del fragmento de 33-35 kDa de MecR1, indicando la pérdida de actividad proteolítica. Esta actividad no se vio modulada por el antibiótico, sugiriendo la participación de otras proteínas de S. aureus en la cascada de activación. En conclusión, la actividad metaloproteasa de MecR1 involucra la participación del residuo E205, el cual en nuestro modelo queda localizado cercano a la cara interna de la membrana plasmática, en la base de un bucle reentrante que contiene además a los ligandos del ion metálico catalítico. Los bucles del dominio sensor cuya movilidad se ve afectada por la unión del antibiótico quedan ubicados dentro de la cavidad, en cercanía de este bucle reentrante. Este modelo aporta por primera vez indicios del posible camino de transducción de señal.