El proteoma de unión a Fe, Zn y Cu de Pseudomonas syringae pv. lapsa

La relación planta-patógeno es un ejemplo más donde la concentración y la disponibilidad de los metales de transición son de gran importancia. De manera general, el fitopatógeno que invade una célula huésped puede alterar el proceso de metabolismo y adquisición de estos micronutrientes de la planta, haciéndola susceptible a la infección. En respuesta, el huésped puede responder a esto bloqueando la adquisición de metales del fitopatógeno, restringiendo la disponibilidad de los nutrientes o enfrentándolo con una mayor concentración.

Sharma y su equipo retomaron el modelo de virulencia estudiado en Pseudomonas syringae, que es una bacteria fitopatógena, para identificar proteínas secretadas de unión a Fe, Zn y Cu que están presentes exclusivamente en Pseudomonas syringae pv. lapsa pero no en su huésped obligado que es el trigo (Triticum spp.). El interés por predecir y analizar estas proteínas surge de comprender su importancia en la interacción de patogenicidad y desarrollar estrategias alternativas de control para las infecciones microbianas de plantas de interés económico.

Primero, de una gran base de datos que contiene información detallada sobre proteínas que interactúan con metales (MetalPDB) recuperaron todas aquellas que están involucradas con la unión a Fe, Zn y Cu. Después, se recuperaron las proteínas homólogas y no homólogas a las proteínas de unión en el proteoma de Pseudomonas syringae pv. lapsa. Estas proteínas se modelaron 3D, aprovechando los motivos estructurales de unión a Fe, Zn y Cu y también se les realizaron análisis de interacciones metálicas in silico.

Posteriormente, con ayuda de otras bases de datos que también incluyen información estructural de proteínas, fue posible clasificar funcionalmente las proteínas de unión mediante el análisis de dominios conservados. También se asignó la localización celular de las proteínas de unión y las vías por las que son secretadas.

Finalmente, se hizo un ensayo in silico donde se acoplaron los diferentes iones metálicos en las metaloproteínas secretadas seleccionadas. Con todos estos resultados, este estudio ofrece una lista de las posibles metaloproteínas candidatas que puedan ser analizadas de manera experimental y dirigidas a reducir la virulencia de bacterias patógenas.

Como las proteínas más proximas a ser corroboradas experimentalmente y que puden ser nuevos objetivos de agentes antimicrobianos en Pseudomonas syringae pv. lapsa, resaltan las proteínas de unión a Zn asociadas a la resistencia a antibióticos, proteínas periplásmicas involucradas en la degradación de compuestos aromáticos, lignina, reparación del DNA y regulación de diferentes rutas metabólicas importantes en la invasión del fitopatógeno. Adicionalmente, sugieren una proteína de unión a Cu que ayuda a las bacterias a protegerse contra el estrés oxidativo.

Referencia:

• Sharma, A., Sharma, D., & Verma, S. K. (2018). In silico study of Iron, Zinc and Copper binding proteins of Pseudomonas syringae pv. lapsa: emphasis on secreted metalloproteins. Frontiers in microbiology, 9, 1838.