Respuesta de las metionina sulfóxido reductasas al cadmio: posible rol del NO

AAE MÉNDEZ; MP BENAVIDES; LB PENA; SM GALLEGO

San Miguel de Tucumán

Congreso; X Simposio Nacional de Biotecnología REDBIO Argentina 2015; 2015

REDBIO

Las proteínas son macromoléculas susceptibles de sufrir modificaciones postraduccionales (MPT) oxidativas inducidas por las especies activas del oxígeno (EAO). Dentro de estas MPT oxidativas se encuentran las de carácter irreversible, como la carbonilación, y las reversibles, como la oxidación del grupo sulfhidrilo de la cisteína o la formación del derivado sulfóxido de la metionina (MetSO). Esta última resulta en la modificación de la actividad y la estructura de las proteínas y puede ser revertido por la presencia de las metionina sulfóxido reductasas (MSR). Se han caracterizado isoformas específicas para reducir el MetSO S-enantiómero, las MSRA, y para el MetSO R-enantiómero, las MSRB. En A thaliana se identificaron 5 genes para MSRA y 9 para MSRB, cuyos productos se distribuyen en diferentes compartimentos subcelulares. Se han patentado varias secuencias nucleotídicas, que se asocian al aumento de la tolerancia al estrés y del rendimiento en plantas transgénicas, y la secuencia de aminoácidos predicha para las mismas se puede relacionar funcionalmente con las MSREl presente trabajo tiene como objetivo evaluar el rol de las MSR como parte de la cascada de respuesta al estrés abiótico en plantas. Luego de tratar plantas de Arabidopsis thaliana (Col 0) de 20 d de edad con 100 µM Cl2Cd durante 3 d (un modelo de producción de estrés oxidativo), se observó un aumento de la carbonilación de proteínas, una disminución del contenido de clorofila, un incremento de EAO a nivel de los cloroplastos (determinado por microscopia confocal utilizando como sonda fluorescente diacetato de 2´,7´-diclorodihidrofluoresceina) y del NO en la hoja (utilizando diacetato de 3-amino, 4-aminometil-2´,7´-difluorofluoresceina). El análisis de la actividad de peroxidasas mostró disminución en la ascorbato (APX) y guayacol (GPX) peroxidasas, mientras la catalasa (CAT) incrementó su actividad. El tratamiento con el metal produjo un aumento de los niveles de los transcriptos para MSR. De manera interesante, la pre-exposición de las plantas a 100 µM nitroprusiato de sodio (SNP), un donor de NO, previo al tratamiento con el metal evitó la oxidación de proteínas, la caída en el nivel de clorofila, el aumento de las EAO y no se registró modificación en el nivel de expresión de las MSR. Los diferentes controles con [Fe(CN)6]Na3 y NO2Na no tuvieron efecto sobre la respuesta generada por el Cd. Nuestros resultados indican que las MSR forman parte de un patrón general de respuesta al estrés oxidativo generado por cadmio, afectando todas las isoformas de MSR, tanto del cloroplasto, citoplasma, mitocondria y del sistema de endomembranas, siendo difícil definir la contribución de cada una de las isoformas en la respuesta al estrés. Si bien el NO parece no mediar la señalización en la respuesta al Cd para aumentar los niveles de expresión de las MSR, su incremento se relacionó con la modulación de la expresión de esta proteína, funcionado posiblemente como antioxidante o como un regulador del sistema antioxidante. Nuestro estudio continúa a partir de líneas mutantes para las MSR que nos permitan inferir la contribución de cada una en la fisiología normal y en la respuesta al estrés abiótico en plantas.