Estudios estructurales, funcionales y evolutivos de una proteína de B. abortus relacionada con la vía biosintética de la riboflavina

• Autores: Zylberman, Vanesa
• Año de publicación: 2006
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Goldbaum, Fernando Alberto
• Materia: LUMAZINA SINTETASA; RIBOFLAVINA; ESTABILIDAD ESTRUCTURAL; BRUCELLA; FACTORES DE VIRULENCIA; LUMAZINE SYNTHASE; RIBOFLAVIN; STRUCTURAL STABILITY; BRUCELLA; VIRULENCE FACTOR
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La riboflavina es un cofactor esencial de todos los organismos. El penúltimo paso de su vía biosintética involucra la condensación de 3,4- dihidroxiy-2-butanona 4-fosfato con 5-amino-6-ribitilamino-2,4(1H,3H)-pirimidinediona, catalizada por la enzima 6,7-dimethil-8-ribitillumazina sintetasa (LS). Las LS se encuentran compuestas por monómeros que se unen formando pentámeros, los cuales a su vez según el tipo de organismo del cual provienen, pueden asociarse en estructuras icosahédricas o permanecer como pentámeros aislados. Las bacterias patógenas del género Brucella spp, poseen dos genes con similitud de secuencia para dicha enzima: ribH1 y ribH2, ubicados en diferentes cromosomas. La proteína P18 (ó RibH2) de B. abortus codificada por el gen ribH2, es un antígeno dominante durante la infección por Brucella, capaz de generar una fuerte respuesta celular y humoral. En la presente tesis, se determinó que P18 presenta un arreglo cuaternario novedoso, descrito como un dímero de pentámeros con una baja afinidad por el sustrato 1 (LS tipo II). La novedosa estructura de P18 se relacionó estrechamente con su falta de actividad, permitiendo postular que la proteína divergió hacia una función diferente y aún desconocida. Por otro lado, se mostró que la enzima RibH1 de B. abortus (LS tipo I), codificada por el gen ribH1, cumpliría el rol enzimático clásico. Los resultados presentados en éste trabajo promovieron un análisis evolutivo de las LS y sentaron las bases para la búsqueda de funciones biológicas derivadas.
Riboflavin is an essential cofactor for all organisms. The penultimate step in riboflavin biosynthesis involves the condensation of 3,4- dihydroxy-2-butanone 4-phosphate with 5-amino-6-ribitylamino-2,4(1H,3H)-pyrimidinedione, catalyzed by 6,7-dimethyl-8-ribityllumazine synthase (LS). LS is composed of monomers that assemble into pentamers which, in turn, can associate into icosahedrical particles or remain as pentamers, depending on the organism analyzed. Pathogenic Brucella species present two genes involved in riboflavin synthesis, ribH1 and ribH2, located on different chromosomes. The ribH2 gene codifies for the P18 (or RibH2) enzyme and previous studies demonstrated that it is a dominant antigen during Brucella spp. infection, capable of eliciting a strong cellular and humoral response in-vivo. The present thesis determined that the P18 protein presents a novel quaternary arrangement, consisting of a dimer of pentamers as well as low catalytic LS activity (LS type-II). The lack of LS activity was related to the protein´s structure, which diverged to give rise to a different and unknown function. Also, we show that the RibH1 enzyme (LS type-I), codified by the ribH1 gene, fulfills the classical LS role in B. abortus. The results presented in this work promoted an evolutionary study of LS, which set the grounds for understanding divergent biological functions of this protein.
Fil: Zylberman, Vanesa. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.