Structural and functional study of bacterial amyloids in bacillus subtilis

Abstract

Bacillus subtilis es una bacteria grampositiva del grupo de los Firmicutes, con bajo contenido en G + C, forma de bastón y catalasa positiva, distribuida de manera ubicua en la Naturaleza. Esta cepa de B. subtilis ha sido extensamente estudiada, entre muchos otros fines, con el objetivo de elucidar las distintas rutas de señalización y los diferentes mecanismos moleculares que gobiernan la formación de biofilm. Los biofilms son comunidades bacterianas complejas adheridas a superficies en las que existe una diferenciación funcional de las células bacterianas. La formación de biofilm se caracteriza por la síntesis y secreción de la matriz extracelular (MEC), que mantiene a las células íntimamente unidas entre sí y ejerce una función protectora sobre la población bacteriana. El soporte estructural de la MEC es proporcionado por un andamiaje proteico constituido por las fibras amiloides, compuestas por dos proteínas: TasA y TapA, que son procesadas por la peptidasa señal SipW, codificada en el mismo operón tapA-sipW-tasA. TasA es el amiloide funcional mayoritario, mientras que TapA es una proteína accesoria que favorece la polimerización y las ancla estas fibras a la superficie celular. Los resultados experimentales derivados de esta tesis doctoral nos han permitido obtener las siguientes conclusiones: i) TasA y TapA son proteínas de naturaleza amiloide, capaces de autoensamblarse en entidades moleculares con un pliegue estructural similar, lo que sugiere un posible co-ensamblaje in vivo de ambas proteínas; ii) TasA tiene una función dual en B. subtilis: por un lado, tiene una función estructural como parte de la MEC y por otro, actúa manteniendo la estabilidad celular previniendo la muerte celular prematura de la población; y iii) TasA es una proteína presente en la membrana celular implicada en el control de la dinámica de la membrana y la estabilidad de esta estructura celular.