Análisis estructural del fotorreceptor LOVHK de Brucella: Implicancias en el mecanismo de activación (comunicación oral)

GASTÓN PARIS; JIMENA RINALDI; SEBASTIÁN KLINKE; MARIANA GALLO; DANIEL O. CICERO; FERNANDO A. GOLDBAUM

Córdoba

Workshop; Workshop "Procesos Fotoinducidos en Proteínas"; 2013

Grupo Argentino de Fotobiología

La brucelosis es causada por bacterias del género Brucella. Dicha enfermedad se encuentra ampliamente distribuida por todo el mundo y afecta a una gran variedad de mamíferos. En los humanos produce una enfermedad debilitante caracterizada por ciclos repetidos de fiebre, mientras que en los animales produce abortos e infertilidad. En los genomas de Brucella se encuentra codificada un proteína con dominio LOV asociado a un dominio histidina quinasa (HK) que es relevante en la infectividad de la bacteria. Los dominios LOV tienen un plegamiento muy conservado con una hoja beta de cinco hebras y cuatro alfa hélices y unen FMN como cofactor. Al estimular la flavina con luz azul forma un enlace covalente entre el C4a del cofactor y un residuo de cisteína conservado en todos los dominios LOV. El fotociclo se completa cuando el enlace covalente se rompe en la oscuridad de manera espontánea. La formación de este enlace inicia una serie de cambios conformacionales, aún no caracterizados para ninguna proteína del tipo histidina quinasa, que finalizan en la activación de la autofosforilación del dominio HK. El análisis estructural del dominio LOV mediante cristalografía de rayos y RMN complementada con estudios biofísicos indica que la hoja beta y una hélice presente en el C-terminal del dominio están involucrados en la transmisión de la señal hacia otros dominios. Por otro lado, la estructura de rayos X del dominio HK sugiere que este dominio sufre grandes cambios conformacionales que involucran a las hélices N-terminales del dominio HK. Estamos desarrollando experimentos que permitan confirmar el rol de las hélices en el mecanismo de activación. En trabajos previos se ha sugerido que los dominios histidina quinasa son activados mediante la rotación de estas alfa hélices. Utilizando las estructuras obtenidas por nosotros junto con los datos estructurales de otras histidinas quinasas aportados por otros grupos de investigación construimos un modelo tridimensional de la LOVHK. El análisis de este modelo se encuentra en desarrollo y nos permitirá elaborar hipótesis sobre los posibles mecanismos de activación que serán probados mediante estudios estructurales y mutagenésis sitio dirigida.