Metabolismo de hidratos de carbono en procariotas y eucariotas. Estudio comparativo de nucleótido-azúcar pirofosforilasas y glicosiltransferasas en bacterias y protozoos

Abstract

La caracterización de las nucleósido-difosfo-glucosa pirofosforilasas (NDP-Glc PPasas) y glicolsiltransferasas es relevante para entender el metabolismo (y regulación) de los hidratos de carbono en el organismo respectivo y las derivaciones funcionales de los mismos. El presente trabajo de tesis está basado en la caracterización de NDP-azúcar PPasas y glucosiltransferasas (específicamente la glucógeno sintasa, GSasa) de bacterias Gram-positivas y de protozoos, así como en la realización de un análisis comparativo de las propiedades de las enzimas según su origen y con aquellas proteínas equivalentes encontradas en otros organismos. Estos estudios de relaciones de estructura proteica a función y regulación buscan alcanzar una mejor comprensión a nivel enzimático sobre los mecanismos cinéticos de las NDP-azúcar PPasas y GSasa, así como también a nivel metabólico sobre la forma en que la Glc-1-fosfato puede ser partida en diferentes metabolismos y este proceso regulado en distintas células. La estrategia general utilizada para llevar a cabo el trabajo fue realizar el clonado molecular de los genes codificantes para las enzimas respectivas, a fin de poder construir sistemas para la expresión de los proteínas recombinantes, que permitan la purificación en alto grado de las mismas con relativa facilidad. Las enzimas purificadas se caracterizarán en sus propiedades cinéticas, regulatorias y estructurales.

The characterization of the nucleoside-diphospho-glucose pyrophosphorylase (NDP-Glc PPases) and glicolsiltransferases is relevant to understand the metabolism (and regulation) of carbohydrates in the respective organism and their functional derivations. This thesis is based on the characterization of NDP-sugar PPases and glycosyltransferases (specifically glycogen synthase, GSase) from Gram-positive bacteria and protozoa, as well as a comparative analysis of the properties of enzymes according to their origin and those equivalent proteins found in other organisms. The study of the relationships between protein structure, function and regulation seek to achieve a better understanding of the kinetic mechanisms of NDP-sugar PPases and GSase at enzymatic level. This would allow a deeper knowledge at metabolic level on how the Glc-1-phosphate can be split in different metabolisms and this process is regulated in different cells. As a general strategy, the genes coding for the respective enzymes were cloned for the production of recombinant proteins, and the purification to a high degree. The purified enzymes were characterized in their kinetic, regulatory and structural properties.