Metabolismo lipídico en "Arabidopsis thaliana": Caracterización de mutantes "arv" y de las isoenzimas farnesildifosfato sintasa citosólicas Ana Verónica Beatriz Keim 2012

• Autores: Ana Verónica Beatrizº Keim
• Directores de la Tesis: Montserrat Arró Plans (dir. tes.), Albert Ferrer Prats (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Albert Boronat (presid.), M. Carmen Martínez Gómez (secret.), Teresa Capell Capell (voc.)
• Programa de doctorado: Biotecnologia
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Dipòsit Digital de la UB
• Resumen

  • Los estudios realizados sobre las proteínas Arv indican que estaría involucrada en la regulación de la homeostasis de esteroles y esfingolípidos. En levadura se observó una posible función en la síntesis de GPI (Kajiwara et al., 2008) y respecto a su topología, posee 3 dominios hidrofóbicos con el extremo N-terminal orientado hacia el citosol (Villasmil y Nickels 2011). En plantas, se caracterizaron los genes AtARV1 y AtARV2 de Arabidopsis thaliana que codifican dos proteínas de RE funcionales, AtArv1 y AtArv2. Estas comparten una identidad del 66% entre sí y poseen un dominio N-terminal AHD muy conservado en diferentes especies. Ambos genes poseen patrones solapantes de expresión en tejidos meristemáticos, excepto en hojas donde AtARV2 no se expresa (Forés et al., 2006). En este trabajo se determinó que AtArv1 posee un número par de dominios hidrofóbicos y que los extremos N- y C-terminales están orientados hacia el citosol. Además, se caracterizaron mutantes simples con pérdida de función (arv1) y dobles (arv1:arv2), que si bien no mostraron alteraciones fenotípicas, la activación de un RNAi en los doble mutantes arv1:arv2 indica que la pérdida de AtArv produce alteraciones fenotípicas en plántulas, que presentan acortamiento de la raíz y de los cotiledones que se vuelven amarillentos y se curvan en forma de punta de flecha . Los niveles de esteroles disminuyen y se ven incrementadas algunas BECL (Bases Esfingoides de Cadena Larga). Por otro lado, AtArv1 no parece estar vinculada a la UPR (Unfolded Protein Response) y su pérdida no es capaz de activar esta respuesta. La farnesildifosfato sintasa (FPS) es una enzima dimérica que cataliza la condensación de una molécula de dimetilalildifosfato con dos moléculas de isopentenildifosfato para dar lugar a farnesildifosfato, que es el punto de partida para la síntesis de isoprenoides en el citosol y las mitocondrias. Los genes FPS1 y FPS2 de Arabidopsis thaliana codifican las isoenzimas FPS1L mitocondrial), FPS1S y FPS2. Las secuencias aminoacídicas de FPS1S y FPS2 poseen una identidad del 90.6% y difieren en sólo 32 aminoácidos. El gen FPS1 se expresa de forma generalizada durante todo el desarrollo de la planta, en cambio, FPS2 muestra un patrón de expresión restringido a órganos florales, semillas y estadios tempranos de la germinación. En la caracterización de los mutantes nulos de Arabidopsis fps1 y fps2 se observó que el gen FPS2 es más importante en las semillas y las etapas tempranas de la germinación. La isoenzima FPS2 contribuye entre un 70-80% a la actividad FPS total en semillas maduras. Como consecuencia, las semillas del mutante fps2 presentan niveles reducidos de sitosterol, un aumento de la actividad HMG-CoA reductasa (HMGR) e hipersensibilidad a la mevastatina (Closa et al., 2010). En este trabajo se ha determinado mediante ensayos bioquímicos, que la isoenzima FPS2 es catalíticamente más eficiente, más sensible al efecto inhibitorio del NaCl, y termodinámicamente más estable que FPS1S. También se ha demostrado la localización citosólica de ambas isoenzimas. Los patrones de expresión de los genes FPS1 y FPS2 son complementarios en semilla e indican que el FPP necesario para el desarrollo de las semillas tiene dos posibles orígenes separados en el espacio y en el tiempo. Por último, los estudios de complementación funcional en semillas del mutante fps2 demuestran que en condiciones normales FPS1S y FPS2 son funcionalmente intercambiables.