Potencial de las ATPasas tipo P como dianas terapéuticas o en el diseño de mutantes atenuados de Mycobacterium tuberculosis

El objetivo principal de esta Tesis fue elucidar la función de algunas enzimas ATPasas tipo P de Mycobacterium tuberculosis involucradas en el transporte de cationes de metales alcalinos/ alcalinotérreos. Estos iones, Na+, K+, Ca2+ y Mg2+, son requeridos por todas las células porque juegan papeles esenciales en un sinnúmero de procesos fisiológicos incluyendo funciones estructurales, regulatorias y de señalización. Por ello su concentración intracelular debe ser mantenida cuidadosamente para evitar desbalances que desemboquen en efectos deletéreos para la célula. En respuesta a ello, las células han desarrollado estrategias para mantener un equilibrio de entrada y salida de cationes que incluyen sistemas de transporte activo fundamentales para la virulencia de patógenos intracelulares, una posible explicación del gran número de ATPasas tipo P del bacilo tuberculoso. De las 12 bombas tipo P codificadas en el genoma de M. tuberculosis, 7 son transportadores de metales de transición del tipo P1B, 4 transportadores de cationes alcalinos/alcalinotérreos P2/3 (CtpE, CtpF, CtpH, CtpI) y KdpB, una subunidad catalítica del transportador de K+ del tipo P1A. De ellas, solo se han caracterizado 5 transportadores de metales pesados implicados en la virulencia de M. tuberculosis, en tanto que ningún estudio se ha encaminado a caracterizar alguna de las 4 enzimas predichas como transportadores tipo P2/3. Por ello, el presente proyecto se orientó a establecer características funcionales de las ATPasa tipo P CtpE, CtpH y CtpF como posibles transportadores implicados en el control de los niveles intracelulares de cationes alcalinos/alcalinotérreos. CtpE, por ser la bomba más divergente con respecto a las ATPasas tipo P de humano; CtpH, por ser una bomba particularmente grande y exclusiva de bacterias; y CtpF, cuyo gen es quien sufre los cambios transcripcionales más drásticos en respuesta a condiciones de estrés relacionadas con la infección. La estrategia general fue el análisis fenotípico de la sobreexpresión y deleción del gen de interés, además de ensayos de actividad enzimática sobre proteína ensamblada en membrana plasmática confrontados con predicciones bioinformáticas de especificidad iónica. Nuestros resultados nos permitieron proponer que CtpE es una Na+ ATPasa relevante durante el estrés osmótico al que la micobacteria se puede enfrentar durante su ciclo de vida; en tanto que CtpH y CtpF son Ca2+ ATPasas, aparentes participantes en la red de respuesta micobacteriana al estrés oxidativo, una de las condiciones que enfrentan los patógenos intracelulares durante el proceso de infección. En adición, establecimos que existe una relación entre el factor de virulencia MgtC de M. tuberculosis y la actividad ATPasa; sin embargo, no parece ser un efecto directo sino más bien una consecuencia de la función principal del MgtC en la adaptación temprana a bajas concentraciones de Mg2+ y pH ácido. En general se sugiere que las proteínas MgtC, CtpE, CtpH y CtpF participan en respuestas concertadas a condiciones de estrés enfrentadas por M. tuberculosis durante el transcurso de la infección. Además debido a que la mayoría están ausentes (MgtC, CtpE y CtpH) o son considerablemente divergentes respecto a sus homólogos en células eucariotas (CtpF), constituyen un punto de vulnerabilidad que puede ser explotado por nuevas quimioterapias para el control de las infecciones causadas por patógenos del género Mycobacterium.

• Autores: Novoa Aponte, Lorena
• Tipo de recurso: Doctoral thesis
• Fecha de publicación: 2017
• Institución: Universidad Nacional de Colombia
• Repositorio: Universidad Nacional de Colombia
• Idioma: spa
• OAI Identifier: oai:repositorio.unal.edu.co:unal/59594
• Acceso en línea: https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/59594; http://bdigital.unal.edu.co/57165/
• Palabra clave: 5 Ciencias naturales y matemáticas / Science; 54 Química y ciencias afines / Chemistry; Micobacterias; ATPasas tipo P; MgtC; Dianas terapéuticas; Tuberculosis; Mycobacteria; P-type ATPases; MgtC; drug targets
• Rights: openAccess
• License: Atribución-NoComercial 4.0 Internacional