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

AAE MENDEZ; M BENAVIDES; L PENA; S GALLEGO

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

REBIO

Lasproteínas son macromoléculas susceptibles de sufrir modificaciones postraduccionales(MPT) oxidativas inducidas por las especies activas del oxígeno (EAO). Dentrode estas MPT oxidativas se encuentran las de carácter irreversible, como lacarbonilación, y las reversibles, como la oxidación del grupo sulfhidrilo de lacisteína o la formación del derivado sulfóxido de la metionina (MetSO). Estaúltima resulta en la modificación de la actividad y la estructura de lasproteínas y puede ser revertido por la presencia de las metionina sulfóxidoreductasas (MSR). Se han caracterizado isoformas específicas para reducir elMetSO S-enantiómero, las MSRA, y para el MetSO R-enantiómero, las MSRB. En A thaliana se identificaron 5 genes paraMSRA y 9 para MSRB, cuyos productos se distribuyen en diferentes compartimentossubcelulares. Se han patentado varias secuencias nucleotídicas, que se asocianal aumento de la tolerancia al estrés y del rendimiento en plantas transgénicas,y la secuencia de aminoácidos predicha para las mismas se puede relacionarfuncionalmente con las MSR.Elpresente 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 Arabidopsis thaliana (Col 0) de 20 d deedad con 100 µM Cl2Cd durante 3 d (un modelo de producción de estrésoxidativo), se observó un aumento de la carbonilación de proteínas, una disminucióndel contenido de clorofila, un incremento de EAO a nivel de los cloroplastos (determinadopor 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 deperoxidasas mostró disminución en la ascorbato (APX) y guayacol (GPX)peroxidasas, mientras la catalasa (CAT) incrementó su actividad. El tratamientocon el metal produjo un aumento de los niveles de los transcriptos para MSR. Demanera interesante, la pre-exposición de las plantas a 100 µM nitroprusiato desodio (SNP), un donor de NO, previo al tratamiento con el metal evitó la oxidaciónde proteínas, la caída en el nivel de clorofila, el aumento de las EAO y seregistró una reversión en el aumento del nivel de expresión de las MSR. Losdiferentes controles con [Fe(CN)6]Na3 y NO2Na notuvieron efecto sobre la respuesta generada por el Cd. Nuestrosresultados indican que las MSR forman parte de un patrón general de respuestaal 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 larespuesta al estrés. Si bien el NO parece no modular directamente los nivelesde expresión de las MSR, podría actuar como antioxidante o como un reguladordel sistema antioxidante. Nuestro estudio continúa a partir de líneas mutantespara las MSR que nos permitan inferir la contribución de cada una en lafisiología normal y en la respuesta al estrés abiótico en plantas.