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Expresión génica y secreción heteróloga en bacterias Gram-positivas de aplicación industrial

Rafael Pérez Mellado
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EXPRESIÓN GÉNICA Y SECRECIÓN HETERÓLOGA EN BACTERIAS GRAM-POSITIVAS DE APLICACIÓN INDUSTRIAL
  Postdoctorales:
  Sonia Gullón
  Nuria Antón
  Jorge Barriuso Maicas
Predoctorales:
Daniel Rozas
Esther Isabel García
Rebeca López Vicente
Técnica:
Silvia Marín





RESUMEN DE INVESTIGACION

Grupo de Rafael Pérez MelladoEl grupo ha focalizado su investigación en la caracterización fisiológica y molecular del principal mecanismo de secreción de proteínas (sistema Sec) de la bacteria del suelo Gram-positiva Streptomyces lividans, ampliamente utilizada en la industria como eficiente productora de enzimas hidrolíticas extracelulares de interés y aplicación industrial.

El análisis proteómico (electroforesis en geles bidimensionales y espectrometría de masas, MALDI-TOF) ha permitido determinar la composición del secretoma (conjunto de proteínas extracelulares) de esta bacteria, habiéndose identificado un total de 167 polipéptidos extracelulares, después de la masterización de los geles bidimensionales. Este conocimiento ha permitido dilucidar que la deficiencia en la proteína señal de tipo I (SPasa) mayoritaria resulta compensada por la actividad de las otras tres SPasas minoritarias, no existiendo especifidad de sustrato evidente para ninguna de las cuatro SPasas, aunque sí se ha podido determinar in vitro la existencia de diferentes afinidades por sustrato en las distintas SPasas.

Streptomyces lividansAdicionalmente se ha establecido que la partícula reconocedora de señal (SRP) transporta la proteína precursora sintetizada de novo a la membrana celular utilizando su proteína receptora específica (FtsY), siendo finalmente la preproteína conectada con el translocon por medio de SecA, proteína que realiza esa función específica en el sistema Sec. De este modo, la SRP suple la función de la inexistente proteína chaperona SecB y es capaz de transportar a la membrana tanto proteínas de membrana como proteínas extracelulares en S. lividans.

Resultados recientemente obtenidos en una estirpe de translocación retardada han permitido confirmar el modelo propuesto por nosotros para el transporte y secreción de proteínas extracelulares en S. lividans. La experiencia adquirida en colaboraciones con el sector industrial nos ha permitido explorar nuevos campos de aplicación medioambiental mediante estudios que se prolongarán por un plazo relativamente largo, que pueden potencialmente generar nuevas líneas de investigación en un futuro cercano.

Publicaciones destacadas
  • Kunst F, Ogasawara N, Moszer I, Albertini AM, Alloni G, Azevedo V, Bertero MG, Bessières P, Bolotin A, Borchert S, Borriss R, Boursier L, Brans A, Braun M, Brignell SC, Bron S, Brouillet S, Bruschi CV, Caldwell B, Capuano V, Carter NM, Choi SK, Codani JJ, Connerton IF, Danchin A, et al. The complete genome sequence of the gram-positive bacterium Bacillus subtilis. Nature. 1997 Nov 20;390(6657):249-56.
  • Kobayashi K, Ehrlich SD, Albertini A, Amati G, Andersen KK, Arnaud M, Asai K, Ashikaga S, Aymerich S, Bessieres P, Boland F, Brignell SC, Bron S, Bunai K, Chapuis J, Christiansen LC, Danchin A, Débarbouille M, Dervyn E, Deuerling E, Devine K, Devine SK, Dreesen O, Errington J, Fillinger S, Foster SJ, Fujita Y, Galizzi A, Gardan R, Eschevins C, Fukushima T, Haga K, Harwood CR, Hecker M, Hosoya D, Hullo MF, Kakeshita H, Karamata D, Kasahara Y, Kawamura F, Koga K, Koski P, Kuwana R, Imamura D, Ishimaru M, Ishikawa S, Ishio I, Le Coq D, Masson A, Mauël C, Meima R, Mellado RP, Moir A, Moriya S, Nagakawa E, Nanamiya H, Nakai S, Nygaard P, Ogura M, Ohanan T, O'Reilly M, O'Rourke M, Pragai Z, Pooley HM, Rapoport G, Rawlins JP, Rivas LA, Rivolta C, Sadaie A, Sadaie Y, Sarvas M, Sato T, Saxild HH, Scanlan E, Schumann W, Seegers JF, Sekiguchi J, Sekowska A, Séror SJ, Simon M, Stragier P, Studer R, Takamatsu H, Tanaka T, Takeuchi M, Thomaides HB, Vagner V, van Dijl JM, Watabe K, Wipat A, Yamamoto H, Yamamoto M, Yamamoto Y, Yamane K, Yata K, Yoshida K, Yoshikawa H, Zuber U, Ogasawara N. Essential Bacillus subtilis genes. Proc Natl Acad Sci USA. 2003 Apr 15;100(8):4678-83.