Estudio de acetil-CoA carboxilasas de tipo eucariota de Actinobacterias

Las acetil-CoA carboxilasas (ACC) son enzimas que catalizan la carboxilación de acetil-CoA para dar malonil-CoA, un metabolito esencial en diversos procesos metabólicos como la síntesis de novo de ácidos grasos. Este tipo de complejos está compuesto por tres dominios funcionalmente diferentes. Hasta el momento, los complejos ACC caracterizados de procariotas y plastidios de la mayoría de las plantas, poseen estos dominios codificados en diferentes subunidades formando complejos heteroméricos. Por el contrario, los dominios de los complejos ACC de eucariotas y plastidios de gramíneas, están codificados en una única cadena polipeptídica formando complejos homoméricos. En el presente trabajo de tesis, nos propusimos caracterizar los complejos ACC de dos Actinobacterias importantes desde el punto de vista biotecnológico, Saccharopolyspora erythraea y Rhodococcus jostii. Mediante estudios bioinformáticos se identificó que tanto el genoma de S. erythraea como el de R. jostii contenían genes que codificaban para proteínas con alta similitud de secuencia a las ACC de eucariotas, SACE_4237 y RO_04222, respectivamente. Por otra parte, en el genoma de R. jostii se encontró otro gen que codificaría para una proteína, RO_01202, con alta similitud de secuencia a AccD6 de Mycobacterium tuberculosis. Estudios bioquímicos con SACE_4237 de S. erythraea permitieron determinar que esta proteína forma un complejo homodimérico con actividad carboxilasa frente a acetil-CoA y propionil-CoA in vitro. Mientras que los estudios fisiológicos y genéticos determinaron que esta proteína era esencial para el crecimiento de S. erythraea, siendo fundamental en generar el malonil-CoA para la síntesis de ácidos grasos. Por otro lado, también se determinó que en medios en base a carbohidratos estaría involucrada en proveer precursores para la síntesis de eritromicina A. Para el caso de R. jostii, se encontró que RO_01202 es esencial para el crecimiento solo en medios mínimos con baja concentración de nitrógeno, aunque hasta aquí no se pudo establecer la razón fisiológica de esta esencialidad. Por otra parte, se demostró que RO_04222 no es esencial en los medios ensayados, pero si es una proteína fundamental para la síntesis y acumulación de ácidos grasos y triacilglicéridos. Así, en este trabajo de tesis, se logró determinar que existen complejos homodiméricos con actividad ACC presentes en Actinobacterias y que este tipo de complejos no son solo característicos de eucariotas como se pensaba hasta el momento, lo que permite pensar un nuevo planteo evolutivo sobre el origen de estas proteínas y las presentes en eucariotas.