Identificación de genes que codifican proteínas del metabolismo de polifosfatos inorgánicos en protistas fotosintéticos

Albi-Rodríguez T. y Serrano A.

Instituto de Bioquímica Vegetal y Fotosíntesis, CSIC-Universidad de Sevilla, 41092. Sevilla (España). aurelio@cica.es

Los polifosfatos inorgánicos, poliP, son polímeros lineales de residuos de ortofosfato unidos entre sí por enlaces pirofosfato (P-O-P) ricos en energía. Se encuentran en organismos muy diversos (desde bacterias a metazoos y plantas) donde pueden llegar a ser abundantes. Se emplean como reserva de fosfato y como sustitutos del ATP en reacciones de fosforilación; se ha descrito,además, su participación en la tolerancia a diversos tipos de estrés. Varias proteínas enzimáticas intervienen en el metabolismo de los poliPs, entre ellas: la exopolifosfatasa (PPX, EC 3.6.1.11), que los hidroliza secuencial e irreversiblemente por el enlace POP terminal a ortofosfato, y la polifosfato quinasa (PPK, EC 2.7.4.1), que sintetiza poliP reversiblemente a partir de ATP.En esta comunicación presentamos la identificación y caracterización por vez primera de genes que codifican proteínas PPX y PPK en protistas fotosintéticos, tales como algas rojas (Cyanidioschyzon merolae, Porphyra yezoensis) y microalgas clorofíceas (Volvox carteri). La caracterización bioquímica preliminar de dichas actividades enzimáticas en las microalgas Chlamydomonas reinhardtii, Chlorella fusca (clorofíceas) y Cyanidium caldarium (rodofícea), mostró en todos los casos una absoluta dependencia de cationes divalentes (niveles máximos con Mg²⁺ y nulos en presencia de EDTA), valores de pH óptimo alcalinos (8-9) y actividades máximas a 40-50 ºC. Sin embargo, en la microalga C. reihardtii el único EST que hemos encontrado en bases de datos atribuible a una PPX es probablemente falso (de origen bacteriano), y sólo se han identificado hasta el momento en esta microalga ortólogos de proteínas vacuolares de levadura impicadas en el metabolismo de polifosfatos en este compartimento celular. El estudio comparativo de las secuencias de aminoácidos deducidas de los genes PPX y PPK encontrados en protistas indica que los ortólogos de microalgas fotosintéticas cloro- y rodofíceas son similares a sus ortólogos procarióticos de enterobacterias y cianobacterias, y concretamente sus PPXs pertenecen a la familia de exopolifosfatasas con el dominio estructural Ppx-GppA. En esto se diferencian de las exopolifosfatasas halladas en grupos de protistas no fotosintéticos como tripanosomátidos y ciliados, que pertenecen a otra familia (PPX1) con un motivo estructural de fosfohidrolasas distinto denominado DHH-DHA2, hasta ahora sólo encontrado en poliPasas eucarióticas. En resumen, dos familias de exopolifosfatasas diferentes en estructura y filogenia molecular se han encontrado en protistas, de las que la de tipo Ppx-GppA se ha conservado en todo el linaje evolutivo fotosintético.

Trabajo financiado por los Proyectos BMC2001-563 y BFU2004-843 (MCYT y MEC) y PAI CVI-261 (Junta de Andalucía).