Bases moleculares de la señalización mediada por dutpasas triméricas de bacteriófagos

Resumen

Stl es un represor maestro codificado por islas de patogenicidad de Staphylococcus aureus (SaPIs) que participa en la diseminación de estos elementos genéticos móviles en el cromosoma bacteriano. Después de la infección o inducción de un fago colaborador residente, las SaPIs son de-reprimidas por interacciones específicas de las proteínas del fago con el represor Stl, permitiendo a la isla replicarse e introducir su material genético en las cápsides del fago, aprovechando su maquinaria para conseguir una transferencia horizontal de genes cuando las partículas víricas con el material genético de la isla infectan otras células. Las SaPIs han desarrollado un mecanismo fascinante para asegurar su transferencia promiscua al dirigirse a proteínas estructuralmente no relacionadas que realizan funciones idénticas y conservadas para el fago, las dUTPasas diméricas y triméricas. Estas proteínas actuarían de manera análoga a las proteínas G protooncogénicas, donde su función moonligthing y señalizadora estaría regulada por dUTP, el cual actuaría de segundo mensajero permitiendo o impidiendo la unión del represor y, por tanto, la replicación y transferencia de los genes de la isla.En esta tesis desciframos el mecanismo molecular de esta elegante estrategia mediante ensayos mutacionales que, primeramente, delimitan las áreas implicadas en la interacción y, finalmente, determinando y validando la estructura del represor Stl de SaPIbov1 solo y en complejo con dUTPasas de diferentes fagos de S. aureus.Sorprendentemente, Stl de SaPIbov1 se trata de una proteína modular capaz de interaccionar con dUTPasas diméricas y triméricas mediante dominios y mecanismos diferentes, En el caso del complejo de Stl de SaPIbov1 con dUTPasas triméricas, el dominio intermedio del represor interviene de manera clave a través del centro activo de la enzima emulando al sustrato de ésta, el dUTP, e interaccionando con motivos conservados de la misma. Por otra parte, la formación del complejo del represor con dUTPasas diméricas se genera a través del motivo Cterminal, el cual no sólo interacciona con el centro activo de la enzima sino que, además, emula la superficie de dimerización de la dUTPasa, formando un heterodímero con ésta. La adquisición de multiespecificidad a través del reclutamiento de dominios propone a Stl de SaPIbov1 como un nuevo tipo de represor, el cual conserva su mecanismo de interacción con ADN pero permite una evolución de otras partes de la proteína con el fin de una difusión amplia de las SaPIs por la naturaleza