Efecto de la activación constitutiva de la subunidad Alfa de una proteína G Heterotrimérica Heteóloga sobre la espuralación y la producción de Cefalosporina C en Acremonium chrysogenum - Cruz Ramón, Jessica Yazmín (Universidad Autónoma Metropolitana, 2009)
The filamentous fungus Acremonium chrysogenum is the natural producer of cephalosporin C, a beta-lactam antibiotic of great importance in the treatment of varios infectious conditions caused by bacteria. Albeit its rofound industrial importance, the understanding of the molecular mechanisms regulating cephalosporin biosynthesis is still limited. This is the case of the fungal heterotrimeric G proteins, which regulate different processes related to development, such as colony growth and asexual sporulation, the main mechanism of propagation in filamentous fungi. It has also been reported that heterotrimeric G proteins are involved in the control of secondary metabolite s biosynthesis. We have investigated the role of a heterotrimeric G protein alfa subunit in conidiogenesis and cephalosporin biosynthesis of A. chrysogenum. For the above, we used plasmid pG42R (García-Rico et al., 2007) to transform A. chrysogenum. This plasmid contains a mutated allele of the pga1 gene of Penicillium chrysogenum (pga1 G42R ), which results in a constitutively activated Pga1 alpha subunit. The phenotype of transformants showed a reduction in colony diameter with respect to the wild type strain (ATCC 11550) and early pigment biosynthesis. The pga1 G42R allele expression clearly reduced conidiogenesis in submerged cultures as well as cephalosporin biosynthesis, indicating that high levels of the activated G alfa -GTP form negatively regulate both processes in A. chrysogenum We cloned by PCR the putative aga1 gene of A. chrysogenum, ortholog of P. chrysogenum pga1, and obtained a partial sequence from its ORF, which showed a very high degree of identity to Group I alpha subunits of fungal heterotrimeric G proteins. Therefore we can conclude, in absence of further studies, that the obtained sequence belongs to a heterotrimeric G protein alpha subunit of A. chrysogenum; El hongo Acremonium chrysogenum es el único microorganismo productor de cefalosporina C, un antibiótico beta-lactámico, que es de gran interés biotecnológico a nivel mundial. A pesar de su gran importancia en la industria, el conocimiento acerca de los mecanismos moleculares que regulan la biosíntesis de cefalosporina aun es limitado. Tal es el caso de las proteínas G heterotriméricas, la cuales regulan los procesos morfogénicos de los hongos, como el crecimiento de la colonia y la esporulación asexual, éste último es el principal mecanismo de propagación de los hongos filamentosos. También se ha observado que las proteínas G están involucradas en la regulación de la producción de metabolitos secundarios. En el presente trabajo se estudió el papel de una subunidad alfa de proteína G heterotrimérica en la conidiogénesis y biosíntesis de cefalosporina en A. chrysogenum. Para lo anterior, se utilizó el plásmido pG42Rb (García-Rico et al., 2007), el cual posee el gen de la subunidad alfa Pga1 de Penicillium chrysogenum con una mutación para que esta sea constitutivamente activa (pga1G42R). Transformantes de A. chrysogenum con el plásmido pG42Rb mostraron un fenotipo caracterizado por una disminución en su crecimiento radial en comparación con la cepa silvestre (ATCC 11550), y la biosíntesis precoz de un metabolito secundario de tipo pigmento. La expresión del alelo pga1G42R provocó una drástica reducción de la formación de esporas en medio líquido así como de la biosíntesis de cefalosporina, indicando que niveles elevados de la forma activada G alfa-GTP regulan negativamente ambos procesos en A. chrysogenum. Mediante PCR se clonó el hipotético gen aga1de A. chrysogenum, ortólogo de pga1 de P. chrysogenum, y se obtuvo una secuencia parcial de la ORF clonada, la cual presentó un alto grado de similitud con la secuencia de otras subunidades alfa pertenecientes al grupo I de los hongos filamentosos. Podemos concluir, a falta de estudios posteriores, que la secuencia obtenida es la de la subunidad alfa de una proteína G heterotrimérica de A. chrysogenum