Papel funcional de las proteínas Crh en la biogénesis de la pared celular y la morfogénesis "Saccharomyces cervisiae"

Resumen

Al mismo tiempo que la pared celular trabaja en la protección celular, debe acompañar a la célula en su crecimiento, lo que supone una continua remodelación de la misma. A pesar del gran avance en el conocimiento sobre las actividades biosintéticas y la estructura de los componentes de la pared celular, la información disponible sobre las actividades de entrecruzamiento entre los componentes de la pared celular era escasa. El objetivo general de este trabajo ha sido la caracterización del papel de las proteínas Crh en la biogénesis de la pared celular y la morfogénesis de S. cerevisiae. Gracias al desarrollo de técnicas y aproximaciones experimentales específicas e innovadoras hemos descubierto que estas enzimas son las responsables del enlace entre la quitina y el ß-1,3 glucano y el ß-1,6 glucano de la pared celular (Cabib et al., 2007; Cabib et al., 2008). Hemos caracterizado las propiedades bioquímicas de la reacción enzimática que llevan a cabo estas proteínas in vivo e in vitro (Blanco et al., 2013b). Con el objetivo de profundizar en el mecanismo de acción de estas proteínas en el ensamblaje de los componentes de la pared celular, hemos llevado a cabo un estudio estructura-función de los diferentes dominios implicados en la catálisis. Los resultados obtenidos han proporcionado información relevante y detallada sobre el papel catalítico de determinados aminoácidos en la reacción de transglicosilación llevada a cabo por estas proteínas (Blanco et al., 2013a). Adicionalmente, hemos estudiado la relevancia del enlace entre el glucano y la quitina en la morfogénesis de la levadura. Los resultados obtenidos de estudios fenotípicos realizados sobre mutantes que presentan un defecto en morfogénesis, junto a la ausencia del enlace entre la quitina y el glucano (crh1¿ crh2¿), han revelado un papel en regulación de la morfogénesis celular hasta ahora desconocido, llevado a cabo a nivel molecular por el enlace químico entre la quitina y el glucano (Blanco et al., 2012). Este control lo realizaría mediante la restricción del crecimiento en la zona del cuello, ya que la quitina unida al ß-1,3 glucano, evita la remodelación del mismo mediante su unión al ß-1,6 glucano y a las manoproteínas. Esta premisa se encuentra avalada por la presencia mayoritaria de quitina unida a ß-1,3 glucano en esta zona, frente a quitina unida al ß-1,6 glucano en la pared lateral y por la existencia de dos poblaciones de ß-1,3 glucano: una sin remodelar y polidispersa, y otra remodelada y de alto peso molecular unida a la quitina (Cabib et al., 2012). Blanco, N., R. Hurtado-Guerrero, and J. Arroyo. 2013a. A structural and functional analysis of the transglycosidase activity of Crh1 and Crh2. The journal of Biological Chemistry review.Blanco, N., M. Mazá¿, K. Ková¿ová, S. Zemková, V. Farkaa, and J. Arroyo. 2013b. Catalytic properties and substrate specificity of Crh1 and Crh2 yeast cell wall transglycosylases in vivo and in vitro. Biochemical Journal review.Blanco, N., M. Reidy, J. Arroyo, and E. Cabib. 2012. Cross-links in the cell wall of budding yeast control morphogenesis at the mother-bud neck. Journal of cell science.Cabib, E., N. Blanco, and J. Arroyo. 2012. Presence of a large beta(1-3)glucan linked to chitin at the Saccharomyces cerevisiae mother-bud neck suggests involvement in localized growth control. Eukaryotic cell. 11:388-400.Cabib, E., N. Blanco, C. Grau, J.M. Rodriguez-Pena, and J. Arroyo. 2007. Crh1p and Crh2p are required for the cross-linking of chitin to beta(1-6)glucan in the Saccharomyces cerevisiae cell wall. Molecular microbiology. 63:921-935.Cabib, E., V. Farkas, O. Kosik, N. Blanco, J. Arroyo, and P. McPhie. 2008. Assembly of the yeast cell wall. Crh1p and Crh2p act as transglycosylases in vivo and in vitro. The Journal of biological chemistry. 283:29859-29872.