Función de los antiportadores NHX1 y NHX2 de arabidopsis thaliana en la acumulación de potasio en las vacuolas vegetales

Abstract

El potasio (K+) es un macronutriente esencial para las células vegetales y de su alta movilidad dependen el correcto ajuste osmótico responsable de la generación y los cambios de turgencia que dirigen, entre otros procesos, la expansión celular y los movimientos estomáticos. Debido a que la vacuola constituye el mayor reservorio de potasio celular, los flujos de potasio a través del tonoplasto son de gran importancia para el correcto funcionamiento celular y deben estar rigurosamente regulados. La entrada de potasio al interior vacuolar va en contra de su gradiente electroquímico, por tanto se ha sugerido que un antiportador K+/H+ energetizado por un gradiente de pH a través del tonoplasto controlaría la acumulación de K+ vacuolar. En este trabajo, se ha realizado el análisis exhaustivo de la función y regulación de los antiportadores catión/H+ de Arabidopsis AtNHX1 y AtNHX2. Con los resultados obtenidos se concluye que: 1. Las proteínas localizadas en el tonoplasto AtNHX1 y AtNHX2 desempeñan un papel crítico en la acumulación de K+ en la vacuola, que es esencial para la regulación osmótica, la expansión celular y el crecimiento de las plantas; 2. Los transportadores AtNHX1 y AtNHX2 son esenciales para la actividad estomática ya que median la acumulación de K+ en la vacuola de las células guarda; 3. No existen otros transportadores de K+ que sustituyan funcionalmente su función en las células guarda, mientras que la presencia de Na+ parcialmente exime el requerimiento de las proteínas AtNHX1 y AtNHX2; 4. Los cambios morfológicos que se producen en las vacuolas de las células guarda durante los procesos de apertura y cierre estomáticos son incondicionalmente dependientes de la entrada de K+ al lumen vacuolar mediada por las proteínas AtNHX1 y AtNHX2; 5. Las levaduras poseen kinasas capaces de fosforilar al antiportador AtNHX2 en la serina 532, y esta fosforilación es esencial para la actividad de AtNHX2 en levaduras; 6. Los antiportadores AtNHX1 y AtNHX2, que pueden formar homodímeros y heterodímeros entre ellos, interaccionan in planta con diversos miembros de la familia de kinasas CBL-Interacting Protein Kinases (CIPKs).