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Estudio estructural y funcional del sistema de transferencia de azufre CSD ("Cysteine Sulfinate Desulfinase") de "E. coli" y proteínas con las que interacciona

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López Estepa, Miguel (2018) Estudio estructural y funcional del sistema de transferencia de azufre CSD ("Cysteine Sulfinate Desulfinase") de "E. coli" y proteínas con las que interacciona. [Thesis]

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Abstract

La captura de azufre desde la L-Cys y su movilización son procesos esenciales para la viabilidad celular. Algunos de los componentes biológicos que necesitan de azufre son los clusters [Fe-S], los cuales se encuentran involucrados en procesos celulares cruciales. La cisteína desulfurasa es una enzima capaz de extraer los átomos de azufre del sustrato L-Cys y así donarlo a proteínas aceptoras. En la bacteria Escherichia coli se encuentran tres sistemas de movilización de azufre dependientes de la actividad cisteína desulfurasa (Isc, Suf y CSD). El sistema Isc es el sistema constitutivo, mientras que Suf es el sistema que actúa bajo condiciones de estrés oxidativo o por falta de hierro. En esta tesis doctoral, el último de los sistemas, CSD, el menos conocido de los tres, ha sido estudiado en profundidad. El sistema CSD se compone de las proteínas CsdA y CsdE, codificadas por el operón csdAE. La cisteína desulfurasa del sistema CSD, CsdA, es una enzima homodimérica dependiente de PLP, la cual actúa como un donador de azufre, mientras que CsdE es la proteína que capta los átomos de azufre de la desulfurasa, estimulando la actividad de ésta última. Estas dos proteínas forman un heterotetrámero estable. La transferencia de azufre através del sistema CSD involucra un primer paso de desulfuración de la L-cisteína, resultando en la persulfuración de la Cys358 de CsdA, y en un segundo proceso por el cual el persulfuro es cedido a la Cys61 de CsdE vía reacción de transpersulfuración. CsdE persulfurada es capaz de transferir el átomo de azufre a otras dianas. En adición, hemos estudiado proteínas claves que interaccionan con las proteínas del sistema CSD. La más destacada de estas proteínas es TcdA (anteriormente conocida como CsdL), una treonilcarbamoiladenosina deshidratasa. TcdA está codificada por un gen adyacente al operón CSD y transcrito en dirección opuesta. TcdA cataliza la ciclación de la base t6A, modificación encontrada en moléculas de ARN de transferencia (ARNt). La modificación ciclada, ct6A, predominantemente encontrada en la base A37 del stem-loop del anticodón de ARNts que reconocen codones de tipo ANN, cumple funciones de fidelidad y eficacia en el proceso de traducción...

Resumen (otros idiomas)

Sulfur extraction from L-cysteine and its mobilization are essential processes for cellular viability. Some of the biological components that need sulfur are the [Fe-S] clusters, which are involved in crucial cellular processes. Cysteine desulfurases is the enzyme that can extract sulfur atoms from the L-cysteine substrate and then donate them to other downstream proteins, known as sulfur acceptors. In the bacterium Escherichia coli there are three sulfur mobilization systems that depend on cysteine desulfurases for their function (Isc, Suf and CSD). The ISC is a housekeeping system, while the SUF system is activated under oxidative stress or iron starvation. In this PhD thesis, the last system, CSD, which is the least known of the three, has been studied in depth. The CSD system protein components, CsdA and CsdE, are encoded by the csdAE operon. The cysteine desulfurase of the CSD system, CsdA, is a PLP-dependent homodimeric enzyme which acts as the sulfur donor, while CsdE is the cognate sulfur acceptor of CsdA and stimulates CsdA desulfurase activity. These two proteins form a stable heterotetramer. Sulfur transfer through the CSD system involves a first step of Lcysteine desulfuration, which results in a covalent persulfidic modification attached to CsdA Cys358, and a second process whereby the persulfide is transferred to CsdE Cys61 via a transpersulfuration reaction. Persulfurated CsdE, in turn, should be able to transfer the activated sulfur atom to further downstream targets. Furthermore, we have studied key enzymes that physically interact with the CSD encoded proteins. The most important among them is TcdA (previously known as CsdL), a threonylcarbamoyladenosine dehydratase. TcdA is encoded by a gene located immediately downstream to csdAE, which is transcribed from the opposite DNA strand. TcdA catalyze the cyclization of the t6A modification found in tRNA ribonucleosides. The resultant cyclic modification, ct6A, is predominantly found in A37 of the anti-codon stem-loop (ASL) of tRNAs for ANN codons, where it fulfills functions in translation fidelity and efficiency...

Item Type:Thesis
Additional Information:

Tesis inédita de la Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular I, leída el 22-05-2017

Directors:
DirectorsDirector email
Vega Fernández, Mª Cristina
Uncontrolled Keywords:Bioquímica
Palabras clave (otros idiomas):Biochemistry
Subjects:Sciences > Chemistry > Biochemistry
ID Code:49014
Deposited On:05 Sep 2018 10:50
Last Modified:05 Sep 2018 10:50

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