Estructura y estabilidad en plastocianinas de cianobacterias

Falta resumenESTRUCTURA Y ESTABILIDAD EN PLASTOCIANINAS DE CIANOBACTERIAS La elucidación de los factores que determinan las diferencias en la termorresistencia en las proteínas de organismos termófilos respecto a sus homólogas de organismos mesófilos es un tema de elevado interés en relación a la ingeniería de proteínas. Cada familia proteica adopta mecanismos propios para adaptarse a las altas temperaturas. Las proteínas de cobre azul o cobre tipo-1 son de especial interés por la utilidad de las mismas en diversos procesos biotecnológicos. Entre ellas, la plastocianina constituye un modelo experimental excelente al estar constituida por un único dominio, que en las enzimas de interés industrial se encuentra duplicado o triplicado. En los últimos años se ha investigado en nuestro grupo las características estructurales que rigen la mayor estabilidad de la plastocianina de la cianobacteria termófila Phormidium laminosum respecto a su homóloga mesófila en la cianobacteria Synechocystis sp. PCC6803, así como la distinta dependencia que los puntos de fusión que las dos proteínas muestran respecto al estado redox del metal. Análisis computacionales realizados indican que la región comprendida entre los residuos 39 y 65 determina las diferencias en la termoestabilidad entre ambas proteínas. Asimismo, sustituciones de aminoácidos en dicha región disminuyen la estabilidad de la proteína termorresistente y alteran la relación entre el estado redox del metal y el punto de fusión de la proteína. Sin embargo, se desconoce por qué los residuos situados en una región flexible (residuos 44 - 56) y distante del centro metálico modulan la estabilidad térmica. En el presente trabajo de Tesis se ha abordado la estabilización de la plastocianina de la cianobacteria mesofílica Synechocystis sp. PCC6803 mediante mutagénesis dirigida, con el fin de comprender cómo la región entre los residuos 39 y 65 modula la estabilidad de la proteína en sus distintos estados redox. Para ello se han aplicado criterios normalmente asumidos para optimizar la termoresistencia de proteínas. El análisis espectroscópico de las distintas proteínas recombinantes ha permitido detectar la existencia de intermediarios en la ruta de desplegamiento de la proteína de Synechocystis. Asimismo, tales análisis de distintas variantes indican una cooperatividad entre el centro cobre y la región flexible que comprende los residuos desde el 44 al 56. Los datos de difracción de rayos-X y los cálculos de dinámica molecular que se presentan indican que las mutaciones afectan a dicha cooperatividad a través del concierto entre los movimientos de las distintas regiones flexibles de la proteína, sin afectar a la estructura global de la misma