Elucidando el rol del dominio GAFB en la quinasa DosS de Mycobacterium tuberculosis: un enfoque estructural y enzimático

Edardo Jelic - Vera Ricchezza - Candelaria Díaz - Micol Maceri - Milagros Krujoski - Diana E. Wetzler

Departamento de Química Biológica, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. - Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN), CONICET.

Los sistemas de dos componentes (TCS, por sus siglas en inglés) constituyen un mecanismo de transducción de señales ampliamente utilizado en bacterias. En su forma más simple, un TCS está compuesto por un sensor histidin-quinasa (SHK) que detecta estímulos ambientales o intracelulares específicos y un regulador de respuesta (RR) que se une al ADN para desencadenar una respuesta celular. Los SHK son típicamente proteínas homodiméricas con un dominio sensor N-terminal y un núcleo quinasa C-terminal (KC) más conservado. Varios motivos estructurales, como los dominios HAMP, GAF o PAS, combinaciones de estos o motivos helicoidales más pequeños como la hélice Jα, pueden conectar estas dos regiones de la proteína.
DosS/DosR es un TCS presente en Mycobacterium tuberculosis, responsable de la transición de la bacteria a un estado no replicativo que le confiere resistencia a la mayoría de los agentes antimicobacterianos y permite que la enfermedad entre en latencia. El SHK DosS es una hemo-proteína que se activa en condiciones de hipoxia por autofosforilación, y luego transfiere el grupo fosfato a DosR, que a finalmente induce la expresión del regulón dosR de 48 genes asociado a este estado de latencia.
DosS consta de cuatro dominios: un dominio sensor GAF que se une al hemo (GAFA), otro dominio GAF de función desconocida (GAFB), un dominio de dimerización que contiene la histidina fosforilable (DHp) y un dominio catalítico de unión al ATP (ABD); los dos últimos constituyen el KC. Dado que se desconoce la función exacta del dominio GAFB, diseñamos, clonamos, purificamos y caracterizamos diversas construcciones de DosS, incluidas proteínas de fusión fluorescentes que contienen el par FRET muGFP/mCherry. Anteriormente hemos demostrado que GAFB no influye en la dimerización del KC. Aquí nos centramos en el efecto del dominio GAFB sobre las actividades enzimáticas de DosS y su posible rol en la oligomerización del sensor, la estabilidad o la unión de ligandos específicos.