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

MÉNDEZ, A. ; BENAVIDES, M.; PENA, L. ; GALLEGO S

Tucumán

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

REDBIO

Las proteínas son macromoléculas susceptibles de sufrir modificacionespostraduccionales (MPT) oxidativas inducidas por las especies reactivas del oxígeno (ERO).Dentro de estas MPT oxidativas se encuentran las de carácter irreversible, como lacarbonilación, y las reversibles, como la oxidación del grupo sulfhidrilo de la cisteína o laformación del derivado sulfóxido de la metionina (MetSO). Esta última resulta en lamodificación de la actividad y la estructura de las proteínas y puede ser revertido por lapresencia de las metionina sulfóxido reductasas (MSR). Se han caracterizado isoformasespecíficas para reducir el MetSO S-enantiómero, las MSRA, y para el MetSO Renantiómero,las MSRB. En Arabidopsis thaliana se identificaron 5 genes para MSRA y 9para MSRB, cuyos productos se distribuyen en diferentes compartimentos subcelulares. Sehan patentado varias secuencias nucleotídicas, que se asocian al aumento de la tolerancia alestrés y del rendimiento en plantas transgénicas, y la secuencia de aminoácidos predichapara las mismas se puede relacionar funcionalmente con las MSR.El presente trabajo tiene como objetivo evaluar el rol de las MSR como parte de lacascada de respuesta al estrés abiótico en plantas. Luego de tratar plantas de A. thaliana(Col 0) de 20 días de edad con 100 μM CdCl2 durante 3 días (un modelo de producción deestrés oxidativo), se observó un aumento de la carbonilación de proteínas, una disminucióndel contenido de clorofila, un incremento de ERO a nivel de los cloroplastos (determinado pormicroscopía confocal utilizando como sonda fluorescente diacetato de 2´,7´-diclorodihidrofluoresceína) y del NO en la hoja (utilizando diacetato de 3-amino, 4-aminometil-2´,7´-difluorofluoresceína). El análisis de la actividad de peroxidasas mostródisminución 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 lostranscriptos para MSR. De manera interesante, la pre-exposición de las plantas a 100 μMnitroprusiato de sodio (SNP), un dador de NO, previo al tratamiento con el metal evitó laoxidación de proteínas, la caída en el nivel de clorofila, el aumento de las ERO y se registróuna reversión en el aumento del nivel de expresión de las MSR. Los diferentes controles conNa3[Fe(CN)6] y NaNO2 no tuvieron efecto sobre la respuesta generada por el Cd.Nuestros resultados indican que las MSR forman parte de un patrón general de respuestaal estrés oxidativo generado por cadmio, afectando todas las isoformas de MSR, tanto delcloroplasto, citoplasma, mitocondria y del sistema de endomembranas, siendo difícil definir lacontribución de cada una de las isoformas en la respuesta al estrés. Si bien el NO parece nomodular directamente los niveles de expresión de las MSR, podría actuar como antioxidanteo como un regulador del sistema antioxidante. Nuestro estudio continúa a partir de líneasmutantes para las MSR que nos permitan inferir la contribución de cada una en la fisiologíanormal y en la respuesta al estrés abiótico en plantas.