Estudio de las enzimas implicadas en la biosíntesis de arginina en plantas

Abstract

La arginina es un aminoácido constituyente de proteínas, precursor de poliaminas y óxido nítrico. La biosíntesis de arginina tiene lugar en el cloroplasto y ocurre en una ruta que implica hasta 8 enzimas, comenzando con la acetilación de glutamato. Esta tesis tiene como objetivo estudiar la ruta de biosíntesis de arginina a partir de ornitina en diferentes grupos de plantas. Se han clonado los CDS de las enzimas correspondientes a ornitina transcarbamoilasa (OTC), argininosuccinato sintetasa (ASSY) y argininosuccinato liasa (ASL) de los organismos Pinus pinaster, Arabidopsis thaliana, Marchantia polymorpha y sólo el CDS correspondiente a la enzima OTC de Physcomitrella patens. Tras producir las enzimas recombinantes de forma heteróloga y medir las propiedades cinéticas, los resultados obtenidos después de realizar las medidas de actividad enzimática indican que las enzimas presentan una reducción de la actividad tanto en presencia de arginina, en el caso de P. pinaster como A. thaliana, como de poliaminas. Los estudios funcionales con líneas mutantes para los genes que codifican estas enzimas en Arabidopsis han permitido determinar que la ausencia de estas enzimas es letal para los organismos. Las principales conclusiones de este trabajo se resumen en los siguientes puntos: 1. La enzima ornitina transcarbamoilasa modula su actividad en presencia de arginina, lo que a su vez modula la homeostasis del aminoácido ornitina. 2. La ausencia de la enzima ornitina descarboxilasa implica un aumento de la eficiencia de la ruta de biosíntesis de arginina en ciertas plantas vasculares. 3. Productos derivados del metabolismo de la arginina también influyen en la síntesis de la propia arginina.