Caracterización de los genes "mbd" de Azoarcus" CIBdescripción de una nueva ruta para la degradación anaeróbica de compuestos aromáticos

Resumen

Azoarcus sp. CIB es capaz de utilizar anaeróbicamente los hidrocarburos aromáticos tolueno y m-xileno a través de una misma ruta periférica (cluster bss-bbs) que genera benzoil-CoA y 3-metilbenzoil-CoA, respectivamente. Si bien el benzoil-CoA es degr adado anaeróbicamente a través de la ruta central bzd, el 3-metilbenzoil-CoA no es sustrato de la ruta bzd y, al comienzo de esta tesis, se desconocía su mecanismo de degradación en microorganismos. El 3-metilbenzoil-CoA es también un intermediario central en la degradación anaeróbica del 3-metilbenzoato (3MBz) y el o-cresol en bacterias. La secuenciación del genoma de Azoarcus sp. CIB permitió identificar un cluster génico, mbd (aproximadamente 30 kb), adyacente al cluster bss-bbs que se supus o podría estar implicado en el metabolismo del 3MBz/3-metilbenzoil-CoA. El análisis de los productos de los genes mbd reveló la existencia de una nueva ruta central para la degradación anaeróbica de compuestos aromáticos que se organiza en los siguie ntes módulos funcionales: ? Activación del anillo aromático: El producto del gen mbdA activa el 3MBz mediante la adición de una molécula de CoA y la formación de 3-metilbenzoil-CoA. ? Reducción del anillo aromático: Los genes mbdONQP codifican la 3- metilbenzoil-CoA reductasa responsable de la reducción del anillo aromático del 3-metilbenzoil-CoA y la formación de un compuesto alicíclico (derivado di-enoil-CoA). ? Regeneración del poder reductor de la 3-metilbenzoil-CoA reductasa: Los genes kor codifican una actividad ?-cetoglutarato óxido-reductasa relacionada con la transferencia de poder reductor desde un compuesto donador (?-cetoglutarato) a la 3-metilbenzoil-CoA reductasa. Esta transferencia electrónica estaría mediada por la ferredoxi na codificada por el gen mbdM. ? Apertura del compuesto alicíclico: Los genes mbdXYW codifican las actividades necesarias para actuar sobre el derivado dienoil-CoA (metil-ciclohexa-1,5-dieno-carbonil-CoA). Tras una secuencia sucesiva de hidratación, deshidrogenación e hidrólisis similar a una ?-oxidación se abre el anillo alicíclico dando lugar a un ácido graso alifático dicarboxílico (hidroxi-metil-pimelil-CoA). ? Transporte de 3MBz: El transportador de tipo ABC codificado por mbdB12345 podría ser específico para la entrada de 3MBz en la bacteria. ? Regulación: mbdR codifica un regulador transcripcional específico de los genes mbd. ? Ruta baja: Las orf1-9 muestran identidad de secuencia con genes que codifican actividades de tipo hidratasa