Factores que regulan la producción de antibióticos en Streptomyces coelicololor: Caracterización Bioquímica y genética de los complejos con actividad acil-CoA carboxilasa

Tesis

Resumen *

Las enzimas acil-CoA carboxilasa, tales como acetil-CoA carboxilasa (ACC) o propionil-CoA carboxilasa (PCC), catalizan la carboxilación de acetil- y propionil-CoA para proveer malonil- y metilmalonil-CoA. En S. coelicolor los complejos ACC y PCC están compuestos por tres subunidades: una subunidad alfa (AccA2), común a ambos complejos, con capacidad de carboxilar un grupo biotina que se encuentra unido covalentemente a la misma, una subunidad beta (AccB y PccB para ACC y PCC, respectivamente) con actividad carboxiltransferasa y una subunidad epsilon (AccE y PccE, respectivamente). Estas enzimas mostraron baja actividad en ausencia de su correspondiente subunidad epsilon, la adición de las mismas estimuló dramáticamente su actividad específica. La ACC fue capaz de carboxilar acetil-, propionil- y butiril-CoA con aproximadamente la misma eficiencia. La PCC no reconoció acetil-CoA como sustrato y resultó más activa con propionil-CoA que con butiril-CoA. Para ambas enzimas las subunidades epsilon interactuaron específicamente con sus componentes carboxiltransferasas formando un subcomplejo beta-epsilon que facilita la interacción con la subunidad alfa. Se resolvió la estructura cristalográfica de la subunidad carboxiltransferasa PccB unida a los sustratos propionil-CoA y biotina, con una resolución de 2 Å. PccB consiste en un hexámero de 360 kDa formado por dos anillos triméricos superpuestos. La construcción de dos mutantes en el sitio activo sugerido de las carboxiltransferasas permitió intercambiar la especificidad de sustrato entre ambos complejos, estableciéndose por primera vez las bases moleculares de dicha especificidad. Se construyó una cepa de S. coelicolor que sobreexpresa los tres componentes del complejo ACC, que mostró elevados niveles de actividad acil-CoA carboxilasa y que sobreproduce antibióticos policetónicos. Información suministrada por el agente en SIGEVA