Caracterización bioquímica y molecular de la conversión de isopenicilina N en penicilina N en Acremonium chrysogenum C10.
Ullán R.V., Casqueiro J., Bañuelos O., Gutiérrez S., Naranjo L., Martín de Valmaseda E., 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.
La ruta de biosíntesis de cefalosporina C en Acremonium chrysogenum está caracterizada excepto el paso de conversión de isopenicilina N en penicilina N. En este trabajo, se han caracterizado dos transcritos localizados corriente abajo del gen pcbC. Dichos transcritos se corresponden con los genes cefD1 y cefD2, cuyas proteínas deducidas presentan respectivamente homología con acil-CoA sintetasas de ácidos grasos de cadena larga y acil-CoA racemasas.
La inactivación dirigida de los genes cefD1 y cefD2,
mediante la técnica de doble marcador mostró que los transformantes
interrumpidos no sintetizan cefalosporinas, carecen de actividad isopenicilina
N epimerasa y acumulan isopenicilina N. Para restaurar la actividad isopenicilina
N epimerasa y la síntesis de cefalosporinas en los transformantes interrumpidos,
es necesario la complementación en "trans" con ambos genes.
Sin embargo, la complementación en "trans"con los genes cefD1
y cefD2 por separado; no restaura la actividad isopenicilina N epimerasa
ni la síntesis de cefalosporinas. Este trabajo demuestra que en Acremonium
chrysogenum la conversión de isopenicilina N en penicilina N, tiene
lugar a través de un sistema de epimerización que no había
sido descrito antes en la biosíntesis de antibióticos. En dicho
sistema, la isopenicilina N es activada como CoA por la isopenicilinil N-CoA
sintetasa codificada por el gen cefD1. Posteriormente la isopenicilinil
N-CoA es racemizada a penicilinil N-CoA, por la isopenicilinil N-CoA epimerasa
codificada por el gen cefD2. Finalmente una tioesterasa inespecífica
hidroliza el enlace CoA tioester, liberando penicilina N.
