Caracterización del factor sigma de tipo ECF CorE2 de Myxococcus xanthus y estudio de su actividad reguladora en respuesta a metales

Abstract

Myxococcus xanthus es una bacteria del suelo utilizada como modelo para entender el comportamiento multicelular y la diferenciación debido a su complejo ciclo de vida. Durante dicho ciclo de vida, estas bacterias están expuestas a condiciones variables de su hábitat, y por lo tanto, a metales como el cobre o el cadmio. Es por lo que tienen una amplia selección de mecanismos de respuesta a estos metales. Los factores sigma de función extracitoplasmática (ECF) representan el tercer pilar de los mecanismos de transducción de señales en bacterias. La diversidad de estímulos reconocidos por éstos ha permitido su clasificación en 50 grupos. Uno de los reguladores más destacados en M. xanthus es CorE, el miembro fundador del grupo de factores sigma de tipo CorE, también llamado grupo ECF44. CorE está involucrado en la homeostasis del cobre, y se encuentra en su forma activa en presencia de Cu2+. La unión de Cu2+ es necesaria para activar a CorE permitir la transcripción de los genes de resistencia al cobre, mientras que la unión del Cu+ inactiva a CorE. Este innovador mecanismo de activación/inactivación depende de una extensión C-terminal de aproximadamente 20 aminoácidos que contiene varios residuos de cisteínas, llamada CRD (Cysteine Rich Domain), necesaria para la regulación mediada por CorE. En esta Tesis Doctoral hemos caracterizado a CorE2 de Myxococcus xanthus, el segundo miembro del grupo ECF44, revelando su papel en la regulación de dos genes cuando es activado por cadmio y zinc. Al igual que el resto de factores sigma de este grupo, exhibe un CRD en su extremo carboxilo esencial para detectar metales. Las mutaciones puntuales realizadas sobre los seis residuos de cisteína de dicho CRD nos han proporcionado información sobre el papel de cada uno de estos residuos sobre la actividad de CorE2. Algunos de estos residuos son esenciales, mientras que otros son prescindibles o su sustitución sólo afecta en menor medida a la actividad de la proteína. Uno de los descubrimientos más llamativos es el hecho de que la sustitución de la cisteína 174 de CorE2, localizada en el CRD, por una alanina, es capaz de cambiar completamente la especificidad del regulador de cadmio a cobre, indicando que la configuración de cisteínas del CRD es clave para la especificidad del metal reconocido. Además del CRD se ha encontrado un dominio CxC localizado entre los dominios σ2 y σ4, conservado en todos los factores sigma de tipo CorE, que es esencial para la actividad de estos factores sigma. Los resultados recogidos en esta Tesis Doctoral contribuyen a consolidar nuestro entendimiento del mecanismo de acción de los reguladores depentientes de metales en general y de los factores sigma del grupo ECF44 en particular, ayudando a definir nuevas características comunes a los miembros de este grupo de reguladores.