Biología molecular de las gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasas de cianobacterias y microalgas eucarióticas

Abstract

Se ha estudiado el sistema formado por las enzimas gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasas (GAPDH) en cianobacterias y microalgas como modelo en la bioenergética de la fotosíntesis. En cianobacterias se expresa mayoritariamente una enzima GAPDH2 anfibólica, tanto por su dependencia del cofactor nucleotídico (NAD ó NADP) como por su participación en rutas anabólicas y catabólicas, por lo que ha sido considerada como una nueva enzima por la IUBMB con el número de identificación EC 1.2.1.59. El gen gap2 que codifica esta enzima en la cianobacteria unicelular Synechocystis sp. PCC 6803 ha sido clonado por complementación funcional de un mutante gap-de E. coli, siendo la primera vez que esta estrategia se emplea con un gen implicado en la asimilación fotosintética del carbono. Su expresión es máxima en autotrofía y mínima en heterotrofía. En la microalga Chlorella fusca se encuentran tres enzimas GAPDH diferentes, dos fosforilantes (una en el cloroplasto y la otra en el citosol) y una no fosforiante citosólica. La utilización de los genes clonados y de anticuerpos monoespecificos en experimentos de "Northern" y "Western blot" ha mostrado que la enzima fosforilante cloroplástica desaparece virtualmente en presencia de glucosa en luz pero no en oscuridad, mientras que las otras dos enzimas se expresan en grado máximo en condiciones mixo-y heterotróficas. El gen que codifica la enzima GAPDH no fosforilante de guisante se ha clonado y la proteína se ha expresado en la enterobacteria E. coli, demostrándose así la funcionalidad de una posible ruta glicolítica no fosforilante sin rendimiento energético neto, que podría ser operativa en eucariotas fotosintéticos (microalgas y plantas).|