Caracterización de HmrR, un regulador transcripcional que responde a oro

BOTTA, P.; PÉREZ AUDERO, M. E.; SUSANA KARINA CHECA; SONCINI, F. C.

Rosario

Congreso; 1º Workshop Argentino de Química Bioinorgánica.; 2004

            Los reguladores transcripcionales de la familia MerR constituyen un grupo de proteínas capaces de responder a diversos  estímulos ambientales de manera específica. Entre las señales reconocidas por estos reguladores se encuentran diversos metales de transición tales como Cu2+, Hg2+, Cd2+, y Zn2+.  Estos  reguladores poseen alta homología en la región N-terminal de unión a DNA, y una región de unión al efector C-terminal en la que se encuentran residuos de cisteína ubicados en posiciones específicas conservadas dentro de la familia. En nuestro grupo se está llevando a cabo la identificación y caracterización de reguladores transcripcionales específicos de  Salmonella enterica serovar Typhimurium. Como resultado de estos estudios hemos identificado un gen que codifica para un polipéptido con elevada homología de secuencia a miembros de la familia de proteínas metaloreguladoras MerR. Este gen, hmrR, se encuentra formando un operón con un gen que codifica para una probable ATPasa del tipo P transportadora de metales (hmrT). hmrR se localiza además corriente arriba de un gen al que denominamos hmrB, que presenta homología con proteínas de unión de metales.             En este trabajo demostramos que HmrR regula la expresión de los dos genes vecinos hmrT, hmrB y  su propia síntesis. Mediante determinaciones de actividad β-galactosidasa, encontramos que la inducción de estos genes está fuertemente regulada por oro, pero no responde a otros metales pesados con características similares al oro, tales como cobre y  plata. En una cepa salvaje, el sistema es activado por oro y se reprime fuertemente en ausencia del metal, en tanto que en una mutante deficiente en el regulador hmrR la expresión de los genes se encuentra parcialmente activada tanto en presencia como en ausencia del metal. Las regiones promotoras de los genes hmrTR y hmrB fueron caracterizadas. Se observó la síntesis de transcripto para ambos loci sólo en presencia del inductor.  Mediante el análisis de geles de retardo determinamos que HmrR interacciona de manera específica con las regiones promotoras de los genes que regula. Dichas regiones presentan características que distinguen a los promotores controlados por reguladores transcripcionales de la familia MerR tales como un espaciador de 19 pares de bases (2 pares de bases más larga que el consenso) entre los elementos   -10 y -35, y secuencias palindrómicas que forman una diada simétrica localizadas en los extremos de esta región. Si bien no se ha reportado que el oro posea un rol fisiológico in vivo, este metal resulta extremadamente tóxico para todos los organismos. HmrR es el primer metaloregulador caracterizado que responde específicamente a oro, y por lo tanto, su estudio resulta de particular interés por su probable aplicación biotecnológica en la construcción de biosensores.