Análisis funcional de acuaporinas subtipo PIP y mutantes para investigar la actividad del canal como transportador de agua

• Autores: Yaneff, Agustín
• Año de publicación: 2015
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Tomat, Analía; Amodeo, Gabriela; Schwarzbaum, Pablo; Capurro, Claudia; Ermacora, Mario
• Materia: Acuaporina; PIP; Ciencia de la vida
• Institución: Universidad de Buenos Aires

The plant aquaporin PIP subfamily represents one of the main gateways for water exchange at\nthe level of the plasma membrane. Among them, a fraction of this subfamily -known as PIP1-\ndoes not reach the plasma membrane unless they are co-expressed with a PIP2 aquaporin.\nAlthough ubiquitous and abundantly expressed, the role and properties of PIP1 aquaporins\nhave therefore remained masked. Here we unravel how FaPIP1;1 -a fruit specific PIP1\naquaporin from Fragaria x ananassa- contributes to modulate membrane water permeability (Pf)\nusing a mathematical model approach applied to experimentally obtained Pf from different coexpression ratios of FaPIP1;1 and FaPIP2;1 or a FaPIP2;1 mutant. For the first time we dissect the individual contribution of each PIP when co-expressed in Xenopus oocytes, showing that i) PIP1 has also high water transport capacity when co-expressed with PIP2; ii) PIP2 water permeability is enhanced when it physically interacts with PIP1; iii) PIP1-PIP2 seem to form heterotetramers with a random stoichiometry arrangement. Also, we characterized FaPIP2;1 and FaPIP1;1 pH gating sensitivity and how the phosphorylation status of a specific Serine could influence in this response. A crosstalk between different regulatory mechanisms that would rule the Pf of a membrane that express PIPs is proposed.
Fil: Yaneff, Agustín. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica; Argentina
Dentro de las acuaporinas vegetales, las PIPs son una de las principales responsables del\nintercambio eficiente de agua a través de la membrana plasmática (MP). Existe un subtipo - PIP1- que si bien se expresan ampliamente, su rol y propiedades restan de ser dilucidados, dado que no llegan a la MP salvo que se co-expresen junto con una PIP2. Nuestro trabajo fue demostrar que una PIP1 específica de fruto (Fragaria x ananassa, FaPIP1;1)- contribuye a modular la permeabilidad al agua de la membrana (Pf). Utilizando un modelo matemático aplicado a resultados de Pf obtenidos experimentalmente co-expresando FaPIP1;1 y FaPIP2;1 o una mutante de FaPIP2;1 en diferentes relaciones de masa se logró dilucidar la contribución individual de cada PIP a la Pf de la MP. Demostramos que: i) FaPIP1;1 tiene alta capacidad de transporte de agua; ii) la Pf de FaPIP2;1 aumenta al interaccionar físicamente con FaPIP1;1; iii) entre FaPIP1;1 y FaPIP2;1 se produce heterotetramerización aleatoria a partir de monómeros. Finalmente, caracterizamos la sensibilidad del gatillado dependiente de pH citosólico para ambas acuaporinas y cómo influye el estado de fosforilación de una Serina específica. Proponemos que existe una interacción entre los diferentes mecanismos de regulación que gobernarían la permeabilidad de una membrana que expresa ambas PIPs.
Doctor de Universidad de Buenos Aires en Biofísica