El origen y evolución de las Baeyer-Villiger Monooxigenasas (BVMOs): una familia ancestral de flavin monooxigenasas

MASCOTTI, ML; LAPADULA, WJ; JURI AYUB, M

Congreso; I Reunión Argentina de Biología Evolutiva; 2015

INTRODUCCION.Las BVMOs son monooxigenasas dependientes de flavina cuya función fisiológica es en muchos casos desconocida, y en otros ha sido asociada al metabolismo secundario de bacterias y hongos. Estas enzimas han sido clasificadas como monooxigenasas ?Clase B?, junto a las flavin monooxigenasas (FMOs) y N-hidroxil monooxigenasas (NMOs)1. Las BVMOs han sido descriptas en bacterias, hongos filamentosos y, recientemente, en dos organismos eucariotas fotosintéticos2. Sin embargo su distribución taxonómica no se conoce hasta el momento.El objetivo de este trabajo fue analizar la distribución de las BVMOs en los tres dominios de la vida y formular un modelo de la historia evolutiva de estos genes.MATERIALES Y METODOS.La búsqueda de secuencias codificantes de BVMOs se realizó a través de la herramienta BLAST, empleando los recursos BLASTp y tBLASTn mediante búsquedas iterativas empleando BVMOs con actividad bioquímica confirmada como sondas. Las secuencias fueron curadas manualmente analizando la presencia de motivos conservados3. Asimismo se buscaron secuencias codificantes de FMOs y NMOs en los tres dominios de la vida.Los alineamientos múltiples de secuencias fueron realizados empleando MAFFT 7. Los arboles filogenéticos fueron construidos empleando los métodos de inferencia filogenética de máxima verosimilitud (empleando Phyml 3.0) y bayesiano (Mr. Bayes 3.2).La presencia de BVMOs en ciertos organismos en los cuales no habían sido descriptas previamente fue confirmada por PCR.RESULTADOS.En este trabajo de demostró que la distribución taxonómica de las BVMOs abarca los tres dominios de la vida. Dentro de organismos eucariotas se encontraron nuevas BVMOs en metazoa y haptophyta. Particularmente respecto de este último caso, la presencia de BVMOs en Emiliania huxleyi fue confirmada por PCR. Respecto a la historia evolutiva de las BVMOs se encontró que constituyen un grupo monofilético ancestral. Asimismo se observó que las NMOs también forman un grupo monofilético, pero con un origen más reciente, derivado de un ancestro tipo FMO. A diferencia de esto, las FMOs actuales constituyen un grupo polifilético.En base a los resultados filogenéticos y la distribución taxonómica de esta familia génica, hemos propuesto un modelo evolutivo, en el marco de la hipótesis de un ancestro común a todos los organismos (LUCA) comunal, en el cual todos los dominios de proteínas estaban representados4. Así, el origen de las BVMOs se remontaría a una etapa pre-LUCA en el origen de la vida. De manera que los grupos de BVMOs, FMOs y NMOs ya estaban definidos en LUCA y durante la cristalización de los dominios de la vida, estos tres tipos de enzimas fueron heredados por Archaea, Bacteria y EukaryaCONCLUSIONES.La distribución actual de las enzimas BVMOs puede ser explicada de manera parsimoniosa, a partir de la presencia de estos genes en los ancestros de tres dominios de la vida y posterior pérdida y duplicación diferencial de parálogos.