Caracterización del sistema TAT (Twin Arginine Translocation) de transporte de proteínas en Rhizobium leguminosarum bv viciae UPM791

Abstract

La translocación de proteínas a periplasma en bacterias puede seguir varias rutas. El sistema Sec es el sistema responsable de la translocación de la mayoría de proteínas que llevan un péptido señal en el extremo N-terminal y que atraviesan la membrana citoplásmica en una forma extendida y con gasto de ATP. Recientemente se ha descrito en cloroplastos y bacterias un sistema alternativo denominado TAT (Twin arginine Translocation) que depende de fuerza protón-motriz y reconoce proteínas con un péptido señal caracterizado por la presencia de la secuencia consenso S/TRRxFLX en la que la doble arginina está presente en la mayoría de los casos y los otros residuos aparecen con una frecuencia superior al 50%. Este sistema además media la exportación de proteínas en forma plegada frecuentemente portadoras de un cofactor que se incorpora en el citoplasma. En este trabajo se ha aislado y secuenciado la región tat de Rhizobium leguminosarum bv.viciae UPM791. En esta bacteria los genes tatA, tatB y tatC están organizados en un mismo operón. La organización y localización genómica de la región tat está muy conservada en diferentes Rhizobiaceae. Además se ha demostrado que la expresión de los genes tat es constitutiva tanto en vida libre como en simbiosis con guisantes. La construcción de un mutante por deleción parcial de tatB y tatC en R.leguminosarum bv viciae ha permitido demostrar que el sistema TAT no es esencial para el crecimiento en vida libre en medios rutinarios de esta bacteria. Sin embargo el crecimiento está limitado total o parcialmente en medios ricos y en medios con alta concentración de sacarosa. También se ha puesto de manifiesto que el sistema TAT es necesario para la simbiosis de R.leguminosarum bv viciae con plantas de guisante ya que el mutante tat induce nódulos incapaces de fijar nitrógeno, estructuralmente muy alterados y desprovistos de bacteroides. La mutación en el sistema TAT altera la respiración dependiente de citocromo c e impide que el complejo bc1 sea funcional, probablemente debido a una localización incorrecta de la proteína de Rieske, proteína que tiene un péptido señal característico de los que portan las proteínas dependientes del sistema TAT. La hidrogenasa de R.leguminosarum es una proteína heterodimérica cuya subunidad pequeña tiene también un péptido señal dependiente del sistema TAT. En esta Tesis se ha comprobado que una mutación en el sistema TAT anula la actividad hidrogenasa aunque el procesamiento de la subunidad mayor del enzima no está afectado.