Tesis doctoral de Ordoñez Del Amo Efren
El arsénico (as) ha estado íntimamente ligado a la actividad humana a lo largo de su historia. En la actualidad el as es uno de los metales más ubicuos en el medio natural (cerca del 0,0005 %), formando parte de la composición de muchos minerales. Este hecho, unido a su elevada toxicidad lo convierte en un problema de salud de primer orden a nivel mundial, y en el desastre medioambiental de mayor calado en muchas regiones. como resultado de la interferencia humana, el ciclo biológico del as se ha ampliado, por lo que cantidades enormes de este metaloide acaban finalmente en el ambiente y en los organismos presentes. Aunque el binomio as y vida parecen en sí mismo un contrasentido, son varias las aplicaciones del as en fármacos usados como quimioterápicos o antiparasitarios. el as es utilizado por algunos microorganismos en sus redes metabólicas como agente oxidante (aceptor de electrones) o como fuente de energía (agente reductor), si bien lo más común son los microorganismos que simplemente desarrollan estrategias para evitar su toxicidad. Estos organismos son taxonómicamente diversos y metabólicamente versátiles. Así, por ejemplo, el arsénico reducido [arsenito, as(iii)] es oxidado a arseniato [as(v)] por las bacterias oxidantes del as(iii). Estos organismos quimiolitoautotrofos utilizan oxígeno (respiración aerobia) y en algunos casos nitrato (respiración anaerobia) como aceptor terminal de electrones, a la vez que realizan la fijación de co2 atmosférico. Existen también microorganismos oxidadores de as(iii) heterotróficos (mixotrofos), donde se utiliza el carbono orgánico como fuente de carbono. la actinobacteria corynebacterium glutamicum se caracteriza por presentar una elevada resistencia a arsenico. El arsenito [as(iii)] entra en c. Glutamicum por un sistema todavía desconocido, siendo a su vez expulsado a través de las permeasas de arsenito (cgacr3s), canales transmembrana que actúan como antiportadores de as(iii). El arseniato [as(v)], al igual que ocurre en otros organismos, entra en las células a través de los sistemas de transporte específicos e inespecíficos de fosfato (tipo pst y pit respectivamente). En el citoplasma de c. Glutamicum, el as(v) es reducido a as(iii) mediante la catálisis realizada por enzimas arseniato reductasas (cgarscs); estas enzimas presentan un mecanismo de acción basado en la presencia del pseudos-disacárido micotiol (msh) y la micorredoxina (mrx1), enzima esta última descrita por primera vez en la literatura científica y que permite describir la presencia de una tercera subfamilia de arseniato reductasas celulares; el as generado en este proceso, as(iii), es posteriormente eliminado por la ruta de expulsión antes indicada. en c. Glutamicum los procesos de resistencia a as están basados en la presencia de dos operones cromosomales de resistencia, ars1 y ars2, que contienen genes para tres productos proteicos: represor transcripcional (cgarsr), arsenito permeasas (cgacr3) y arseniato reductasas (cgarsc). La expresión de los operones ars es inducible por (asiii), pero no por as(v). La presencia de as(iii) en el interior de la célula permite su interacción con el sitio de unión a metales del represor-metaloregulador cgarsr, que está constituido por tres cisteínas. Esto provoca un cambio conformacional del represor, liberándose del operador y quedando ahora los operones accesibles para que las rna polimerasas expresen el resto de los genes de los operones. La reducción del as(v) citoplasmático depende en c. Glutamicum de las arseniato reductasas 1 y 2 (cgarsc1 y cgarsc2), cuyos genes están presentes en cada uno de los operones, y que a su vez utilizan el mecanismo de acción descrito anteriormente (msh/mrx1). Sin embargo una pequeña proporción de as(v) es reducido directamente mediante su interacción con micothiol (msh), e independiente del mecanismo de las arseniato reductasas, lo cual justificaría que mínimas cantidades del as(iii) generado pueda servir de señal sensorial para inducir la expresión de los operones ars en c. Glutamicum.
Datos académicos de la tesis doctoral «Mecanismos moleculares implicados en la resistencia a arsénico en corynebacterium glutamicum«
- Título de la tesis: Mecanismos moleculares implicados en la resistencia a arsénico en corynebacterium glutamicum
- Autor: Ordoñez Del Amo Efren
- Universidad: León
- Fecha de lectura de la tesis: 05/06/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Luis María no Mateos Delgado
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José María Luengo rodríguez
- joris Messens . (vocal)
- david Canovas lopez (vocal)
- joris Messens . (vocal)