Estudio del mecanismo molecular del sistema de dos componentes tods/todt

Resumen

La especie bacteriana Pseudomonas putida DOT-T1E es de gran utilidad en la lucha contra la contaminación con derivados del petróleo por su alta resistencia a estos compuestos aromáticos. Es capaz de usar tolueno, etilbenceno y benceno como única fuente de carbono a través de la ruta de degradación TOD, cuyos genes están codificados en el operón tod. Éste se transcribe a partir del promotor PtodX y su expresión está regulada por el sistema de dos componentes TodS/TodT. En esta Tesis Doctoral se describe el mecanismo molecular de respuesta a efectores de la histidín-quinasa sensora TodS y la transferencia de señal al regulador de respuesta TodT, el activador de la transcripción a partir de PtodX. TodS tiene 5 dominios funcionales, dos dominios autoquinasa (HK) con su respectivos dominios sensores (PAS), separados por un dominio receptor interno. TodS se puede purificar en la fracción soluble y posee todas las actividades características de las sensor-quinasas: autofosforilación, defosforilación y transfosforilación de TodT. El dominio PAS N-terminal es capaz de unir un amplio rango de efectores mono- y bicíclicos con alta afinidad, los cuales se dividen en agonistas y antagonistas. Los agonistas son capaces de estimular la autofosforilación de TodS que se traduce en un aumento de transfosforilación de TodT y por tanto en un aumento de la expresión de los genes de la ruta TOD a partir de PtodX. Los antagonistas se unen a TodS, pero no alteran el nivel de fosforilación basal de TodS y por tanto no activan la transcripción. Ambos dominios HK de TodS son funcionales, pero únicamente el dominio HK N-terminal es estimulado en su autofosforilación a partir de la unión de agonistas. TodS/TodT opera a través de un mecanismo denominado multistep-phosphorelay , novedoso por implicar dos dominios HK. Los grupos fosforilo son transferidos en TodS desde el dominio de respuesta a efectores N-terminal vía dominio regulador interno a el dominio HK C-terminal. A través del dominio HK C-terminal TodT es transfosforilado en su dominio receptor. Una vez fosforilado TodT, este adquiere su conformación activa y tiene lugar el inicio de la transcripción a partir de PtodX .