Tesis doctoral de Armando José Moreno Cermeño
El hierro es el metal de transición más importante para los sistemas biológicos. A lo largo de la evolución, este metal se ha convertido en un elemento esencial para la célula. Esto se debe a que posee una gran versatilidad como catalizador biológico, lo cual le ha permitido formar parte de procesos biológicos indispensables para la vida. Además, se sabe que la adquisición de este metal es un proceso altamente controlado. En células eucariotas se ha visto que la desregulación del metabolismo de este metal está asociada con importantes defectos que pueden conducir, en última instancia, a la pérdida de la viabilidad celular. En humanos la sobrecarga de hierro se ha asociado a una variedad cada vez mayor de patologías, como por ejemplo, la ataxia de friedreich. Dicha enfermedad es causada por el déficit de una proteína denominada frataxina. Numerosos estudios relacionan a esta proteína con el metabolismo de hierro, ya que en diferentes modelos se ha visto que su déficit provoca sobrecarga de este metal y disminución de la actividad de las enzimas con centros fe-s. Esta disminución ha sentado las bases para que la mayoría de los estudios la consideren esencial para la biosíntesis de dichos centros. Sin embargo, la función precisa de esta proteína se encuentra en discusión. Saccharomyces cerevisiae ha sido ampliamente utilizado como modelo de estudio de la función de esta proteína ya que posee un gen ortólogo denominado yfh1 (yeast frataxin homologue). Los resultados obtenidos en esta tesis, en la que se han empleado mutantes condicionales de yfh1, enfatizan la implicación de yfh1p en el metabolismo del hierro mitocondrial. La activación del sistema de alta afinidad de adquisición de hierro es el efecto primario de la depleción de esta proteína. Este hecho, constituye una prueba definitiva de su implicación en el metabolismo del hierro. Sin embargo, el análisis de las enzimas con centro fe-s ha permitido establecer que dicha activación no depende del correcto funcionamiento de este proceso biosintético mitocondrial, ya que la inactivación de estas enzimas ocurre posteriormente a la activación del regulón de hierro. Por ende, la pérdida de actividad de las enzimas fe-s sería una consecuencia secundaria de un conjunto de eventos promovidos por la sobrecarga de hierro. Entre estos eventos destaca un incremento del daño oxidativo inducido a las proteínas (formación de carbonilos), el cual sería el reflejo de un aumento del estrés oxidativo en el interior de la mitocondria. Este incremento es el resultado de dos importantes eventos: i) el aumento del nivel de hierro en el organelo y ii) la pérdida de actividad de la enzima antioxidante mn-sod. Se encontró que esta pérdida de actividad era el resultado de una baja biodisponibilidad de manganeso. Además se observó que este bajo contenido celular de manganeso era el resultado de la down-regulación del transportador smf2p. Utilizando el doble mutante ayfh1aft1 se consiguió prevenir dicha down-regulación, lo cual constituyó la prueba definitiva del papel de la sobrecarga de hierro en dicha disminución. Se encontró que la pérdida de función de las enzimas fe-s provocaba un fallo en la capacidad respiratoria de la célula, lo cual conduce a una disminución del crecimiento. Un análisis de la expresión génica global (microarrays) sirvió para comprobar, una vez más, la activación de aft1 y demostró que existe una respuesta transcripcional del mutante frente a la pérdida de capacidad respiratoria. Además se encontró que el factor de transcripción adr1 podría tener un papel clave en esta respuesta. En resumen, los resultados obtenidos permiten establecer un jerarquia temporal entre los distintos eventos que siguen a la falta de yfh1.
Datos académicos de la tesis doctoral «Papel de yfh1 en la homeostasis del hierro y su relación con el estrés oxidativo en saccharomyces cerevesiae«
- Título de la tesis: Papel de yfh1 en la homeostasis del hierro y su relación con el estrés oxidativo en saccharomyces cerevesiae
- Autor: Armando José Moreno Cermeño
- Universidad: Lleida
- Fecha de lectura de la tesis: 31/05/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Joaquim Ros Salvador
- Tribunal
- Presidente del tribunal: enrique Herrero perpiñan
- joaquín Ariño carmona (vocal)
- Elena Hidalgo hernando (vocal)
- silvia Atrian ventura (vocal)