Bases estructurales del sensado de luz en el fitopatógeno Xanthomonas campestris. Mecanismo de señalización de un bacteriofitocromo a nivel atómico.

OTERO, LISANDRO HORACIO; FOSCALDI, SABRINA; ANTELO, GIULIANO TOMÁS; ROSANO, GERMÁN L.; SIRIGU, SERENA; KLINKE, SEBASTIÁN; DEFELIPE, LUCAS A.; SÁNCHEZ-LAMAS, MAXIMILIANO; BATTOCCHIO, GIOVANNI; CONFORTE, VALERIA P.; VOJNOV, ADRIAN A.; CHAVAS, LEONARD M.G.; MROGINSKI, MARIA-ANDREA; RINALDI, JIMENA; GOLDBAUM, FERNANDO A.; BONOMI, HERNÁN R.

Rosario

Congreso; VI Reunión Grupo Argentino de Fotobiología; 2022

GRAFOB

Los fitocromos constituyen una amplia familia de proteínas fotorreceptoras que sensan luzroja y del rojo-lejano a través de la unión de una molécula de bilina. Alternan entre dosfotoestados: el Pr, que absorbe luz roja y el Pfr, que absorbe luz del rojo-lejano. Losfitocromos fueron descubiertos inicialmente en plantas, organismos en los que controlanvarios aspectos de su desarrollo y su fisiología. Más tarde, fueron identificados enbacterias fotosintéticas y no fotosintéticas incluyendo patógenos. A este tipo de fitocromosse los llama bacteriofitocromos. Los fitocromos poseen un módulo fotosensor (PSM)formado por la tríada de dominios PAS2-GAF-PHY y un módulo de salida (OM) variable.La luz es sensada por el PSM y luego la señal se propaga hacia el dominio de OM, el cualsufre un cambio alostérico. Este cambio alostérico permite la transducción río abajo de laseñal a través de otros componentes celulares. Si bien se han descripto varios aspectosde la percepción de la luz en el PSM, no se conoce cómo ocurre la propagación de laseñal y el cambio alostérico. Esto se debe por un lado a que la mayoría de las estructurasde los fitocromos reportadas carecen de sus correspondientes OM y, por otro, a que no secuenta con suficiente información estructural de una misma molécula en ambosfotoestados Pr y Pfr.Xanthomonas es un género bacteriano constituido principalmente por fitopatógenos quecausan muchas enfermedades de relevancia agronómica, como la cancrosis de loscítricos y el tizón bacteriano de los cultivos de arroz y nogal. Muchos cultivos en Argentinase ven afectados por este patógeno, siendo Xanthomonas un gran problema económicopara nuestro país.Nuestro grupo identificó a la luz como una señal ambiental clave que modulanegativamente la virulencia de Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) a través desu único bacteriofitocromo (XccBphP), estableciendo que la luz y XccBphB juegan unpapel clave en el proceso de infección (Bonomi, HR et al. 2016). XccBphP estácompuesta por el PSM en el extremo N-terminal y un dominio PAS9 como OM en elextremo C-terminal. En el laboratorio, hemos resuelto la estructura cristalográfica deXccBphP full-length primero en el estado Pr (Otero, LH et al. 2016) y recientemente en elPfr (Otero, LH et al. 2021). Se observó a partir de la comparación de ambos fotoestados,que la luz gatilla cambios conformacionales a nivel de la estructura terciaria y cuaternariamuy grandes y no descriptos hasta el momento. En el estado Pr XccBphP es un dímeroparalelo con sus OM entrelazados, mientras que en el estado Pfr se forma un dímeroantiparalelo con sus OM expuestos y disponibles para interactuar con un partner, aúndesconocido. La irradiación con luz roja gatilla el quiebre en el linker que conecta el PSMcon el OM en el estado Pr, lo cual genera la desestabilización del dímero paralelo. Laalternancia conformacional propuesta fue validada con experimentos en solución.