Identificación de un nuevo sistema de dos componentes y tres proteasas implicados en la respuesta al estrés por secreción en Streptomyces lividans

Abstract

La acumulación de proteínas mal plegadas fuera de la membrana citoplasmática de la bacteria puede interferir con la maquinaria de secreción, es por ello que la existencia de factores de control de calidad que eliminen las proteínas mal plegadas resulta de gran importancia en bacterias que son productoras eficientes de proteínas de secreción. Para responder al estrés producido por la acumulación de proteínas incorrectamente plegadas estas bacterias normalmente emplean sistemas de dos componentes específicos que activan la expresión de proteasas de tipo HtrA que eliminan de forma específica las proteínas extracelulares plegadas incorrectamente (Sarvas y col., 2004). La sobreproducción de alfa-amilasa en S. lividans, una bacteria Gram-positiva frecuentemente empleada para la producción industrial de proteínas, provoca un estrés por secreción producido por acumulación de alfa-amilasa incorrectamente plegada. En estas condiciones, hemos identificado un sistema de dos componentes (CssR-CssS) que regula la transcripción de tres genes que determinan la síntesis de proteasas de tipo HtrA, las cuales parecen estar implicadas en la respuesta a este estrés. Estirpes mutantes en cada uno de los genes que forma parte del operón que codifica el sensor (CssS) y el regulador (CssR), acumulan proteína no funcional fuera de la célula, confirmando que este sistema de dos componentes está implicado en la respuesta al estrés por secreción en S. lividans. Ensayos de retardo en gel con el regulador CssR purificado nos han permitido establecer que los genes que codifican las tres proteasas de tipo HtrA, así como el primer gen del operon del sistema de dos componentes, parecen ser dianas de regulación directa de CssR. Por otra parte, mutaciones en cada uno de los genes de las proteasas sugieren que la acción conjunta de las tres proteasas es necesaria para la eliminación de la proteína incorrectamente plegada. Adicionalmente, la sobreproducción de cualquiera de los genes de las proteasas provoca una disminución de la cantidad de alfa-amilasa activa, apuntando a que un exceso de una de las proteasas puede causar una descompensación en su acción, provocando efectos negativos en la calidad de la proteína secretada.