Identification of a Novel Starch Synthase III from the Picoalgae Ostreococcus tauri

Authors
Barchiesi, Julieta; Hedin, Nicolas; Iglesias, Alberto Alvaro; Gomez Casati, Diego Fabian; Ballicora, Miguel A.; Busi, María Victoria
Publication Year
2017
Language
English
Format
article
Status
Published version
Description
Hydrosoluble glycogen is the major energy storage compound in bacteria, archaea, fungi, and animal cells. In contrast, photosynthetic eukaryotes have evolved to build a highly organized semicrystalline granule of starch. Several enzymes are involved in polysaccharide synthesis, among which glycogen or starch synthase catalyze the elongation of the α-1,4-glucan chain. Ostreococcus tauri, accumulates a single starch granule and contains three starch synthase III (SSIII) isoforms, known as OsttaSSIII-A, OsttaSSIII-B and OsttaSSIII-C. After amino acids sequence analysis we found that OsttaSSIII-C lacks starch-binding domains, being 49% identical to the catalytic region of the SSIII from Arabidopsis thaliana and 32% identical to the entire Escherichia coli glycogen synthase. The recombinant, highly purified OsttaSSIII-C exhibited preference to use as a primer branched glycans (such as rabbit muscle glycogen and amylopectin), rather than amylose. Also, the enzyme displayed a high affinity toward ADP-glucose. We found a marked conservation of the amino acids located in the catalytic site, and specifically determined the role of residues R270, K275 and E352 by site-directed mutagenesis. Results show that these residues are important for OsttaSSIII-C activity, suggesting a strong similarity between the active site of the O. tauri SSIII-C isoform and other bacterial glycogen synthases.
Fil: Barchiesi, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; Argentina
Fil: Hedin, Nicolas. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; Argentina
Fil: Iglesias, Alberto Alvaro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Santa Fe. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral. Universidad Nacional del Litoral. Instituto de Agrobiotecnología del Litoral; Argentina
Fil: Gomez Casati, Diego Fabian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; Argentina
Fil: Ballicora, Miguel A.. Loyola University Chicago; Estados Unidos
Fil: Busi, María Victoria. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Cs.bioquímicas y Farmaceuticas. Centro de Estudios Fotosinteticos y Bioquimicos; Argentina
Subject
O. tauri
Starch synthesis
Protein activity
Otras Ciencias Biológicas
Ciencias Biológicas
CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
Access level
Restricted access
License
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repository
CONICET Digital (CONICET)
Institution
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identifier
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/45421