Metabolismo del ácido fenilacético en pseudomonas sp. Y2avances en la caracterización genética y bioquímica de algunas etapas de la ruta

Resumen

Pseudomonas sp. Y2 es una bacteria aislada de suelos contaminados con petróleo capaz de crecer utilizando diversos compuestos aromáticos como fuente de carbono y energía, entre ellos estireno, ácido fenilacético (PAA), 2-feniletanol y acetofenona, lo que la convierte en un organismo con gran importancia en biodegradación. En esta bacteria, el catabolismo del estireno tiene lugar mediante la oxidación de su cadena lateral hasta PAA, llevada a cabo por las actividades codificadas en los genes sty. Posteriormente, el PAA es metabolizado hasta intermediarios del Ciclo de Krebs por medio de las actividades codificadas en los genes paa. Pseudomonas sp. Y2 es el primer organismo descrito con dos clusters génicos funcionales implicados en la degrad ación de PAA: el cluster paa1, contiguo a los genes sty, y el cluster paa2, situado en otra región del cromosoma. La presente Tesis doctoral se planteó con el objetivo principal de profundizar en el metabolismo del PAA en Pseudomonas sp. Y2. Los estu dios realizados han permitido concluir que los genes del cluster paa2 se agrupan en tres operones: paaY2X2, paaA2B2C2D2E2F3 y paaG2H2I2J2K2P2L2MN3, resultado que evidencia la existencia de, al menos, tres promotores implicados en la expresión de dich os genes. Seguidamente, se ha demostrado que los dos clusters paa se expresan simultáneamente en la estirpe silvestre cuando la bacteria crece en presencia de PAA. Puesto que la primera etapa de la ruta de degradación del PAA, que consiste en la tioe sterificación del sustrato con CoA para dar lugar a fenilacetil-CoA (PA-CoA), se conoce con detalle, se ha procedido a estudiar la enzima implicada en la siguiente etapa de la ruta. Se ha demostrado, tanto in vivo como in vitro, la existencia de una actividad PA-CoA (di)oxigenasa/reductasa. Además, los estudios iniciales de caracterización de la enzima han puesto de manifiesto que la PA-CoA (di)oxigenasa/reductasa, codificada por los genes paaGHIJK de Pseudomonas sp. Y2, es un complejo enzimátic o multimérico que cataliza la transformación de PA-CoA en una reacción dependiente de NADPH y oxígeno. A continuación, se ha procedido a estudiar la participación tanto de las proteínas PaaB y PaaN, codificadas por el cluster paa1, como de PaaB2 y Pa aN3, codificadas por el cluster paa2, en las reacciones de apertura del anillo del producto formado por la PA-CoA (di)oxigenasa/reductasa; se han realizado para ello tanto estudios a nivel genético como a nivel bioquímico que han demostrado su...