Resumen de Anàlisis proteómicos y caracterización molecular de proteínas implicadas en la respuesta a estrés hídrico en plantas
Durante esta tesis doctoral se han desarrollado técnicas bioquímicas analíticas y/o separativas de detección y cuantificación de proteínas en diferentes proteomas de plantas. Los avances tanto en gradientes inmobilizados de proteínas, como en espectrometría de masas nos han llevado a la puesta a punto de técnicas de electroforesis bidimensional (2DE), o lo que denominamos Proteómica de Expresión, así como de nuevas técnicas de cromatografía líquida bidimensional.
Nuestro trabajo se ha centrado en la caracterización de los diferentes proteomas de variedades cultivares tolerantes y sensibles a sequía de embriones de trigo y arroz que nos han servido como modelos en nuestros estudios. La identificación de proteínas acumuladas diferencialmente en las variedades analizadas nos ha permitido establecer mecanismos de regulación propios en cada variedad frente a estímulos percibidos por déficit hídrico. Además, en las variedades de trigo hemos identificado marcadores moleculares de sequía. Entre las proteínas acumuladas diferencialmente en situaciones de estrés abiótico tanto en trigo como en arroz hemos identificado proteínas LEAs (Late Embriogenesis Abundant). Debido a la importancia de la función de estas proteínas en respuesta a estrés abiótico, se ha llevado a cabo un estudio más profundo de la regulación de estas proteínas. Así, realizamos un análisis de fosfoproteoma de proteínas LEAs en Arabidopsis thaliana, donde encontramos un número importantes de estas proteínas fosforiladas, poniendo de manifiesto la importancia de esta modificación post-traduccional en la regulación de este grupo de proteínas con funciones tan diversas. Además, se ha comprobado in silico e in vitro que estas proteínas se fosforilan por la proteína quinasa CK2.
En la última parte de este trabajo nos hemos centrado en la caracterización evolutiva, molecular, estructural y funcional de la subunidad reguladora CK2ß1 de la proteína quinasa CK2 de maíz. CK2 se ha descrito a lo largo de los últimos años como una quinasa ubicua que interviene en diferentes procesos fisiológicos en la planta. Previamente, en nuestro laboratorio se demostró la implicación de CK2 en la respuesta a estrés osmótico, mediante la fosforilación de la proteína RAB17. En este trabajo nos centramos en el estudio de las características específicas de CK2 en plantas y más concretamente en el estudio de sus subunidades reguladoras. Hemos realizado análisis enfocados al conocimiento de la estructura de la subunidad reguladora CK21 de maíz. Una de las características específicas de CK2 en plantas incluye la presencia de un dominio de unos 80-90 aminoácidos en el extremo N-terminal en las subunidades reguladoras CK2s. Debido a que este dominio es exclusivo de plantas y no presenta homología con ninguna otra proteína conocida, se han realizado diferentes aproximaciones con el objetivo de investigar su funcionalidad en plantas. Llegamos a la conclusión de que probablemente este dominio fue adquirido por las plantas por motivos de regulación ya que afecta a la estabilidad de la proteína y a la actividad enzimática del holoenzima.
