Bioquímica y Bioquímica Analítica

Abstracto

Estabilidad de las proteínas halófilas en salmuera hipersalina: [2Fe-2S] ferredoxina como paradigma

Amal K. Bandyopadhyay

Aparte de los entornos normales o mesófilos, los organismos se encuentran en condiciones extremas de salinidad y otros entornos hostiles en la tierra. Los halófilos extremos prosperan como cultivo puro en sus entornos naturales de sal saturada, ya que otros microbios no pueden aventurarse a crecer. A lo largo de la evolución, estos microorganismos crecieron con dispositivos de transporte especializados para resolver el problema de la osmorregulación. Como consecuencia, toda su maquinaria bioquímica comenzó a funcionar en esta situación de salmuera altamente salina que los mesófilos no pueden soportar. Por ello, durante los últimos cincuenta años se han llevado a cabo investigaciones intensivas para comprender las propiedades dependientes de la sal de estas proteínas y enzimas. La ferredoxina es una pequeña proteína soluble que funciona como transportador de electrones en reacciones de descarboxilación en el citoplasma junto con una oxidorreductasa. Dos de sus representantes, Halobacterium marismortui (HmFd) y Halobacterium salinarum (HsFd), se han estudiado ampliamente. Las estructuras atómicas de HmFd y HsFd revelan que la adaptación del halo está mediada en gran medida por un dominio insertado hiperácido de unos 24 residuos de longitud en la región N-terminal. Mediante experimentos cinéticos y termodinámicos diseñados se demostró que HsFd de hecho se adaptó en alta sal y requiere ≥1,5 M de sal para mantener su integridad estructural general. Si bien el efecto electrostático no específico es operativo en ≤0,25 M de sal, una sal más alta promueve el puente salino y la estabilidad hidrofóbica. En la sal intermedia donde los efectos de Hofmeister de interacciones iónicas específicas son operativos, HsFd forma un intermedio colapsado hidrofóbico cuyas propiedades estructurales difieren de su estado nativo en sales saturadas. Por lo tanto, intuitivamente, HsFd en su estado nativo parece albergar un efecto similar al post Hofmeister en el que podría ocurrir una amplia modulación de las interacciones terciarias.