Estudio Comparativo de Proteínas Involucradas en el Balance de Oxido-Reducción en Diferentes Organismos. Caracterización del Sistema de Tiorredoxina en Protozoos y Algas Eucariotas

Abstract

Todas las formas de vida han desarrollado sistemas enzimáticos eficientes para resistir el daño oxidativo generado por las especies reactivas del oxígeno. El estado redox celular es un mediador crucial de diferentes procesos metabólicos, actuando en la señalización y regulación de diversos procesos metabólicos y celulares. En esta tesis se presenta la caracterización funcional de distintos componentes del metabolismo redox de Entamoeba histolytica, Phaeodactylum tricornutum y Trypanosoma cruzi. En E. histolytica se estudió el sistema TRX, formado por una TRXR de bajo peso molecular y cuatro isoformas de TRX. Estos sistemas enzimáticos exhibieron capacidad para operar junto con la Eh2CysPrx en la reducción dependiente de NAD(P)H, de hidroperóxidos, así como en la reducción de disulfuros de bajo peso molecular y de S nitrosotioles. Se purificó a homogeneidad una enzima con actividad glutatión reductasa a partir de extractos celulares de Phaeodactilym tricornutum y se la caracterizó funcionalmente. La enzima demostró especificidad por NADPH como sustrato reductor y la capacidad de reducir GSSG y GSNO. Se evaluaron rutas metabólicas relacionadas con la reparación de proteínas oxidadas en Trypanosoma cruzi. El interés se centró en dos isoformas de metionina sulfóxido reductasas del tipo A. Ambas enzimas recombinantes fueron activas en la reducción de metionina sulfóxido, utilizando proteínas tioles de T. cruzi como co-sustratos reductores. Estos resultados aportan más información relaciona al metabolismo redox a la genómica y proteómica de estos organismo.

All the living forms developed efficient enzymatic systems to resist damage generated by oxidizing reactive oxygen species (ROS). The redox cellular status is a crucial mediator for different metabolic processes acting in signaling and regulation of several metabolic and cellular processes. This thesis work deals on the functional characterization of several thiol depending redox systems from unicellular organisms: Entamoeba histolytica, Phaeodactylum tricornutum and Trypanosoma cruzi. In E. histolytica we revealed the occurrence of the TRX system. The latter includes a low molecular weight TRXR (EhTRXR) and four isoforms of TRX. These enzymatic systems exhibited capacity to operate with Eh2CysPrx in the reduction of hydroperoxides, as well as low molecular weight disulfides and S-nitrosothiols. An enzyme with GR activity from Phaeodactilym tricornutum cellular extracts was purified to homogeneity and functionally characterized. The enzyme exhibited specificity toward NADPH and GSSG as main substrates. Unlike to many GR from other sources, the purified P. tricornutum GR presented capacity to catalyze reduction of GSNO. In the present thesis work, we evaluated mechanisms involved in the reparation of oxidized protein in Trypanosoma cruzi. We centered our interest on two isoforms of methionine sulfoxide reductase A. Both enzymes were active in the reduction of methionine sulfoxide, using thiol proteins of T. cruzi (TXNI and TRX) as reducing co-substrates. These results add information related to redox metabolism to the genomic and proteomic of these organisms.