Caracterización de esterol aciltransferasas en tomate

• Autores: Juan Alejandro Lara Ayub
• Directores de la Tesis: Teresa Altabella Artigas (dir. tes.), Albert Ferrer Prats (codir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Javier Palazón Barandela (presid.), Elisabeth Moyano (secret.), Blanca San Segundo de los Mozos (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Biotecnología
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• Resumen

  • Resumen Los fitosteroles son componentes de las membranas vegetales que modulan su fluidez y, en consecuencia, sus propiedades, función y estructura. Cada especie vegetal tiene su propio perfil cualitativo y cuantitativo de esteroles, siendo los tres más comunes β-sitosterol, estigmasterol y campesterol. Los esteroles vegetales se encuentran en forma libre (FS) y conjugados como ésteres de esteroles (SE), esteril glucósidos (SG) y acil esteril glucósidos (ASG). A diferencia de los FS, SG y ASG, que son componentes estructurales de las membranas biológicas, los SE se acumulan en cuerpos lipídicos citoplásmicos junto con triglicéridos, lo que sugiere que su función principal es mantener la homeostasis FS en las membranas celulares. A pesar de su importancia biológica, las enzimas responsables de la acilación del esterol en plantas están poco caracterizadas. Aunque se ha detectado actividad enzimática esterol aciltransferasa en diversos tejidos vegetales, y se ha demostrado que las enzimas vegetales podrían utilizar donadores de grupos acilo diferentes de los descritos en mamíferos y levaduras, hasta ahora sólo se han clonado y caracterizado dos esterol-aciltransferasas de Arabidopsis: AtPSAT1, que codifica un fosfolípido: esterol aciltransferasa (PSAT) y AtASAT1, que codifica una acil CoA: esterol aciltransferasa (ASAT). En este trabajo, mediante búsqueda de homología de secuencias en bases de datos (http://solgenomics.net/ y http://www.pgb.kazusa.or.jp/kaftom/blast.html), utilizando las secuencias de las proteínas PSAT1 y ASAT1 de Arabidopsis como molde, hemos identificado un único gen que codifica PSAT (SIPSAT) en tomate (Solanum lycopersicum cv. Micro-Tom) y ocho genes que codifican putativas ASATs (SIASAT1-8). Estos genes se expresan de forma diferencial en distintos órganos de tomate y durante el desarrollo y maduración del fruto, así como en respuesta a diferentes estímulos exógenos (ácido abscísico, ácido salicílico, metil jasmonato y flagelina) y estrés (osmótico, salino, frío, herida). Además, la complementación funcional de los mutantes nulos de A. thaliana psat1-1 y asat1-1 ha revelado que SlPSAT y SlASAT1 son los ortólogos de AtPSAT1 y AtASAT1 en tomate. Por otro parte, estudios de localización subcelular mediante expresión transitoria de las proteínas de fusión SlASAT-YFP en células de N. benthamiana han demostrado que la mayoría de las proteínas ASAT de tomate (SlASAT2, SlASAT4, SlASAT5, SlASAT6 y SlASAT8), así como la Arabidopsis (AtASAT), se encuentran en el retículo endoplasmático, mientras que SlASAT1 se encuentra en la membrana plasmática. Los mismos estudios utilizando SlPSAT-YFP han demostrado que esta proteína, tal como se ha descrito para la proteína de Arabidopsis AtPSAT, se localiza en vesículas citosólicas que no se corresponden con vesículas de Golgi ni con peroxisomas.

    Todos estos datos, obtenidos a partir de la caracterización estructural y funcional de las esterol aciltransferasas de tomate, contribuyen a sentar las bases para futuros estudios encaminados a comprender el papel de los SE en el crecimiento y desarrollo de las plantas de tomate, la maduración de los frutos y su respuesta a estrés biótico y abiótico.