Conversión de ácido pipecólico en lisina en Penicillium chrysogenum: Caracterización del gen lys7 que codifica la sacaropina reductasa
Naranjo L., Martín de Valmaseda E., Bañuelos O., Ullán R.V., Casqueiro J. y Martín J.F.
Area de Microbiología, Facultad de Biología y Ciencias Ambientales, Universidad de León. 24071, León (España).
El ácido pipecólico es un componente importante de varios metabolitos secundarios en plantas y hongos. En P. chrysogenum, el ácido pipecólico se convierte en lisina, ya que complementa los requerimientos nutricionales de tres cepas auxótrofas de lisina. Dichas cepas poseen mutaciones en los genes lys1, lys2 o lys3 y son capaces de crecer lentamente en medio definido suplementado con ácido pipecólico. Se han aislado dos mutantes de P. chrysogenum denominados 7.2 y 10.25 que son incapaces de convertir ácido pipecólico en lisina. Estos mutantes carecen, respectivamente, de la actividad pipecolato oxidasa que cataliza la conversión de ácido pipecólico en ácido piperidín-6-carboxílico y de la actividad sacaropina reductasa que convierte el a-aminoadipato d-semialdehido en sacaropina. Además, el mutante 10.25 es incapaz de crecer en medio mínimo Czapek suplementado con ácido a-aminoadípico. Se clonó un fragmento de ADN genómico de P. chrysogenum que complementa la mutación de la cepa 10.25. El análisis de la secuencia del marco abierto de lectura (denominado gen lys7) reveló que codifica una proteína que presenta una elevada similitud con la sacaropina reductasa de Neurospora crassa, Magnaporthe grissea, Saccharomyces cerevisiae y Schizosaccharomyces pombe. La complementación del mutante 10.25 y la restauración de la actividad sacaropina reductasa confirman que el gen lys7 codifica una sacaropina reductasa monofuncional en P. chrysogenum. Los resultados bioquímicos, sustentados con los datos obtenidos por biología molecular, indican que en P. chrysogenum el ácido pipecólico se convierte en lisina a través de su conversión en ácido piperidín-6-carboxílico (P6C) por acción de la pipecolato oxidasa, el P6C (que es la forma ciclada del a-aminoadipato d-semialdehido) se convierte en sacaropina y lisina a través de dos reacciones enzimáticas consecutivas catalizadas por la sacaropina reductasa y la sacaropina deshidrogenasa respectivamente.
