Naranjo, L.; Teves, F.; Casqueiro, J.; Ullán, R.V.; Bañuelos, O.; Martín-Valmaseda, E.; Lamas, M. y Martín J.F.
Área
de Microbiología, Facultad de Biología, Universidad de León,
24071 León,
Instituto de biotecnología (INBIOTEC), Avda. del Real Nº1,
24006 León.
Penicillium
chrysogenum utiliza la ruta del ácido a-aminoadípico
para formar lisina. La ruta biosintética de lisina debe proporcionar
grandes cantidades de ácido a-aminoadípico
para la biosíntesis de penicilina. En este trabajo, se ha caracterizado
el mutante P. chrysogenum L2, un auxótrofo de lisina que parecía
estar alterado en la expresión de alguno de los genes de la biosíntesis
de lisina. Posteriormente, se comprobó que el mutante L2 era deficiente
en la actividad homoaconitasa. Dicha actividad cataliza la conversión
de homocitrato en homoisocitrato en la primera parte de la ruta biosintética
de lisina en P. chrysogenum. El gen (denominado lys3), que complementa
la mutación de L2, fue clonado por transformación utilizando
una librería genómica de P. chrysogenum construida en
un plásmido de replicación autónoma. La proteína
codificada por el gen lys3 mostró una alta identidad con las
homoaconitasas de Aspergillus nidulans, Aspergillus fumigatus,
Saccharomyces cerevisiae y Schizosaccharomyce pombe. La cepa
mutante L2 mostró niveles de transcripción significativamente
mayores de los genes lys1 y lys2 con relación a la cepa
control. Dichos genes codifican respectivamente la homocitrato sintasa y la
a-aminoadipato reductasa; dos enzimas implicadas
en la biosíntesis de lisina. El análisis de la mutación
presente en el alelo lys3 de P. chrysogenum L2 reveló la existencia
de una mutación puntual de una G-1532 por una A-1532; dicha mutación
provoca en la proteína la sustitución de una Gly-496 por una
Asp-496. Esta mutación se localiza en una región altamente conservada
adyacente a dos de los tres residuos de cisteína que actúan
como ligandos para unir la agrupación hierro-azufre requerida para
la actividad de la homoaconitasa. Se conoce que la incapacidad de unión
de dicha agrupación afecta las propiedades reguladoras de las proteínas
reguladoras de hierro (IRPs). El polipéptido Lys3 parece ser una proteína
bi-funcional con características muy parecidas a las IRP-1 en humanos.
La forma apo-homoaconitasa de la proteína (incapaz de unir la agrupación
hierro-azufre) puede funcionar como una proteína reguladora que controla
la expresión de los otros genes de la ruta biosintética de lisina
en P. chrysogenum.
