CutC : caracterización bioinformática, análisis transcripcional y estudio del efecto sobre la homeostásis de cobre enterococcus faecalis

Abstract

El cobre es un micronutriente esencial requerido desde organismos procariontes hasta eucariontes. Su esencialidad radica principalmente en la participación como cofactor de una serie de enzimas que intervienen en procesos de respiración celular, transporte de hierro y protección frente a radicales libres. Sin embargo, un exceso de este elemento puede resultar tóxico para la célula, acción debida principalmente a su capacidad de generar radicales libres los cuales pueden dañar el DNA, proteínas y membranas celulares. El adecuado suministro de cobre celular requiere de mecanismos moleculares que den cuenta del control de su concentración intracelular: genes y proteínas capaces de responder activamente a fluctuaciones del metal, cuyo propósito fundamental es mantener la homeostasis celular. Actualmente, desconocemos el total de elementos involucrados en este proceso celular. En este contexto, el presente seminario de título tuvo como objetivo principal estudiar la participación de CutC dentro homeostasis de cobre en Enterococcus faecalis. La metodología aquí empleada, permitió determinar bioinformáticamente que CutC mantiene características estructurales con homólogos descritos en otros organismos, en los cuales se destacan posibles aminoácidos conservados con potenciales funciones de coordinación para el metal. Además, se logró por primera vez posicionar a cutC como un gen cuya expresión se induce frente a estímulos de cobre, respuesta que se correlaciona directamente con el aumento en la concetración intracelular del metal producto de la ausencia de la proteína, resultados que sugieren una posible participación en los mecanismos encargados del eflujo de cobre en la E. faecalis. Cabe resaltar, que los datos generados en este trabajo apoyan la línea de investigación realizada hasta el momento para CutC, sin embargo, la función y relación específica de esta proteína en la homeostasis de cobre es una pregunta aún no resuelta.

Copper is an essential micronutrient required from prokaryotes to eukaryotic organisms. Copper essentiality lies in its participation as a cofactor of several enzymes involved in processes such as cellular respiration, iron transport and protection from free radicals. However, an excess of this element may be toxic to the cell, mainly due to its ability to generate free radicals, which can damage DNA, proteins and cell membranes. In order to sustain an adequate supply of copper, the cell requires molecular mechanisms that establish a control over its intracellular concentration: genes and proteins that are able to respond to fluctuations in the abundance of the metal, whose main purpose is to maintain cellular homeostasis. Currently, the total number of elements involved in this cellular process is unknown. In this context, this undergraduate thesis main objective was to study the participation of CutC in Enterococcus faecalis copper homeostasis. By using a bioinformatic approach it was found that CutC retains certain structural features from homologous proteins described in other organisms, among which the putative conservation of amino acids with the potential ability to coordinate the metal is specially noteworthy. In addition, it was demonstrated for the first time that cutC is a gene whose expression is induced by a copper stimulus, and this response is directly correlated with the increase in intracellular metal concentration when the protein is absent in the cell. These results suggest a possible role for CutC in the mechanisms responsible for copper efflux in E. faecalis. It should be noted that although the data generated in this study support previous knowledge regarding this protein, its function and specific relationship with copper homeostasis is still an unresolved question.