Caracterización molecular de la oxidasa multicobre CuoA DE Myxococcus xanthus

Myxococcus xanthus pertenece al grupo de las mixobacterias. Estas bacterias se caracterizan porque presentan un complejo ciclo de vida que comprende dos fases distintas: un ciclo de vida vegetativo cuando hay abundancia de nutrientes en el medio en el cual las celulas se dividen por fision binaria aumentando el numero de celulas de la poblacion microbiana. Durante esta fase del ciclo de vida las celulas se desplazan coordinadamente formando unas agrupaciones denominadas enjambres en el interior de los cuales las celulas se alimentan cooperativamente. Pero cuando en el medio se agotan los nutrientes y ademas hay una elevada densidad celular y un superficie solida llevan a cabo un ciclo de desarrollo en el cual las celulas dentro del enjambre comienzan a moverse hacia puntos concretos donde se agregan y originan unas estructuras macroscopicas denominadas cuerpos fructificantes en el interior de los cuales las celulas bacilares se diferencian en celulas metabolicamente quiescentes denominadas mixosporas que cuando vuelve a haber nutrientes en el medio germinan iniciandose de nuevo el ciclo de desarrollo. El habitat natural de M. xanthus es el suelo donde tiene que llevar a cabo su complejo ciclo de vida en presencia de sustancias nocivas de naturaleza muy diversa como metales como el cobre. El cobre es un elemento indispensable para la vida pero a elevadas concentraciones es toxico debido a su capacidad para participar en la formacion de especies reactivas del oxigeno que causan muerte celular. Debido a este efecto dual del cobre, la homeostasis de este metal debe estar perfectamente regulada, por esta razon todos los organismos poseen mecanismos para controlar los niveles intracelularas de cobre. El analisis del genoma de M. xanthus ha mostrado que posee una gran abundancia de paralogos implicados en la homeostasis del cobre. Tres de ellos son oxidasas multicobre que hemos denominado CuoA, CuoB y CuoC. Este trabajo se ha centrado en el estudio de la oxidasa multiocobre CuoA. Las oxidasas multicobre son enzimas criticamente implicadas en la homeostasis del cobre ya que llevan a cabo la oxidacion de Cu(I) a Cu(II) que hemos toxico. Hemos demostrado que CuoA es una proteina periplasmica que lleva a cabo la destoxificacion de este compartimento celular por oxidacion de Cu(I) a Cu(II) que menos toxico a traves de su actividad cuproso oxidasa. Ademas, esta implicada en el mantenimiento de la respuesta al cobre una vez que esta se ha producido. Tambien hemos demostrado que esta oxidasa multicobre esta regulada por un sistema regulador de dos componentes localizado inmediatamente aguas abajo del gen para CuoA al que hemos denominado CorSR. Este sistema controla ademas de CuoA, su propia expresion y la de una ATPasa de tipo P1B denominada CopA. CorSR esta fomado por una histidnia quinasa a la hemos denominado CorS y un regulador de respuesta denominado CorR. Hemos demostrado que este sistema esta implicado en la tolerancia al cobre. Por otro lado, hemos demostrado que el dominio sensor de la histidina quinasa CorS posee dos regiones, una localizada proxima al peptido senal y otra proxima al domino transmembrana que estan implicadas en la deteccion de cobre. El regulador de respuesta CorR pertenece a la familia de reguadores de respuesta de tipo NtrC los cuales son dependientes del factor sigma54 de la ARN polimerasa. Para iniciar la trancripcion es necesario que estas proteinas se unan a unas regiones conocidas como UAS (upstream activating sequence) situadas aguas arriba del promotor e interaccionen con sigma54 unido a la ARN polimerasa para iniciar la transcripcion de los genes diana. Hemos demostrado que CorR se une a dos UAS independientes para iniciar la transcripcion de los genes que regula.