Función y aplicación biotecnológica de una proteína inactivadora de los ribosomas de Streptomyces coelicolor Público Deposited

Las proteínas inactivadoras de los Ribosomas (RIPs), son enzimas con actividad N-glicosidasa que actúan removiendo una adenina específica de la subunidad mayor del ribosoma, interrumpiendo la síntesis proteica y causando la muerte celular. El descubrimiento de las RIPs ha sido motivo de múltiples trabajos de investigación que pretenden demostrar la función de este tipo de proteínas en el organismo productor, dicha investigación ha costado hasta ahora más de 100 años sin lograr el esclarecimiento total del rol desempeñado por las RIPs. Por tal circunstancia aun sigue abierta la posibilidad de proponer y demostrar hipótesis de su función. Además, aunque las RIPs son características de las plantas, actualmente existe un incremento constante en el hallazgo de nuevas RIPs en diversos organismos que van desde bacterias asta tejidos animales. Este hecho hace necesaria la razón de su prevalencia y ubiquidad en la naturaleza. Por otro lado, la actividad enzimática tan específica y letal de las RIPs, las hace ser atractivas en aplicaciones biotecnológicas tanto en medicina como en agricultura pues con ellas pueden diseñarse inmunotoxinas y conjugados en contra de células indeseables. Por su parte, los actinomicetos son bacterias gram-positivas aisladas del suelo, con alta capacidad en la síntesis de compuestos de interés industrial; su capacidad de producción hace que la búsqueda de nuevos metabolitos en dicha especie sea blanco importante para la investigación. Recientemente, nuestro grupo encontró dentro del genoma de Streptomces coelicolor un gen con similitud a las RIPs de plantas. Este gen ha sido estudiado y caracterizado a lo largo del presente trabajo. Los resultados obtenidos indican que el genoma de S. coelicolor codifica una Proteína Inactivadora de los Ribosomas, denominada RIPsc, con actividad N-glicosidasa sobre ribosomas procariontes y eucariontes. De manera adicional también se ha analizado la posible función de RIPsc para S. coelicolor por medio del estudio de su expresión en niveles de transcripción y traducción. Y finalmente, se propone una estrategia novedosa para la aplicación de RIPsc en la agricultura por medio del diseño y producción heterologa de conjugados específicos contra diversos fitopatógenos.

Ribosome Inactivating Proteins are enzymes with N-glycosidase activity. They act by removing a specific adenine from the major subunit of the robosomes, thus preventing protein synthesis and causing cell death. Their Discovery stimulated to initiate many research projects looking for example to identify the importance of these proteins for the producer organism. Despite many efforts, the function of RIPs remains unclear. Due to that, several speculations and assumptions appeared. Most RIPs have been found in plants, but also in various other organisms, from bacteria to animal tissues, new RIPs have been and are still being detected. As such it remains intriguing to find the reason for the prevalence and ubiquity of RIPs in nature. On the other hand, the lethal and specific activity of RIPs is attractive for biotechnological apllications in medicine and agriculture. They can be used to develop immunotoxins and conjugates against specific targets as pathogens and cancer cells. Actinomycetes are Gram-positive soil bacteria. Several species are of major industrial importance as they have the capacity to synthesize industrially interesting compounds such as antibiotics and enzymes. As they have the capacity to produce many metabolites, new metabolites produced by these species are still sought. Recently, our group found in Streptomyces coelicolor genome a gene homologous to plant RIPs genes. This gene has been studied and characterized during the present work. The results show that S. coelicolor genome encodes a type 1 ribosome inactivating protein, nominated RIPsc, with N-blycosidase activity on both prokaryote and eukaryote ribosomes. Additionally, we looked for the posible function of RIPsc by analyzing its expression at transcription and translation level. Finally, we propose a novel strategy for RIPsc application to agricultura by the design of a heterologous production of specific conjugates against different phytopathogens.

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