Mejorar la expresión de proteínas en bacterias
Las células eucariotas reciben y procesan señales procedentes de su entorno por medio de las proteínas integrales de membrana (IMP). Las IMP son muy difíciles de estudiar debido a lo complicado que resulta obtener cantidades adecuadas de proteínas estables y funcionales. Los receptores acoplados a proteínas G (GPCR), una de las familias más grandes de IMP, son también un tipo muy importante de dianas farmacológicas en el descubrimiento de nuevos fármacos. Escherichia coli es una bacteria muy utilizada como huésped para la expresión de proteínas heterólogas, pero la eficacia y la producción de los GPCR es muy baja e inadecuada para estudios de caracterización de proteínas. Por tanto, los socios del proyecto financiado por la Unión Europea BIOIMPROVE (Lessons from the genome of Escherichia coli: understanding heterologous expression of eukaryotic internal membrane proteins in bacterial cells) se propusieron hacer frente a esta limitación y estudiar los procesos que afectan a la biogénesis de las IMP en bacterias. El trabajo se centró en genes que regulan la expresión heteróloga de las IMP en organismos eucariotas. Los investigadores emplearon un sistema basado en el enriquecimiento de células que expresan altos niveles de GPCR funcionales y emplearon cepas de bacterias mutantes para varios factores. Estos experimentos permitieron identificar determinadas variantes bacterianas con una mayor expresión de GPCR. Análisis genéticos de estas variantes mostraron una sustitución nucleotídica en el gen rpoD que codifica para la subunidad sigma 70 de la ARN polimerasa. Durante el crecimiento exponencial, este factor dirige la ARN polimerasa hacia la expresión de genes que son necesarios para el crecimiento normal. El mutante sigma identificado sugiere que una mejor activación transcripcional podría ser la respuesta en la reducción de los efectos tóxicos que tienen lugar durante la expresión del receptor. Los análisis de expresión genética revelaron importantes alteraciones en rutas genéticas de las bacterias mutantes para rpoD en comparación con las bacterias silvestres. Los resultados del proyecto BIOIMPROVE proporcionan un mejor conocimiento de los procesos de expresión heteróloga de las IMP en bacterias, un paso importante para la optimización de la producción de GPCR. Esto es de gran importancia para realizar estudios estructurales y para determinar las funciones de estas dianas farmacológicas.
Palabras clave
Proteínas integrales de membrana, receptores acoplados a proteínas G, Escherichia coli, rpoD, factor sigma
