Prevention of the spread of antibiotic resistance via the structural and molecular study of pLS20 conjugative plasmid proteins
La resistència a antibiòtics està considerada una de les principals amenaces a la salut pública del segle XXI per la OMS. A causa del seu consum excessiu i incorrecte, els bacteris han desenvolupat mecanismes per fer-les front y així, ser capaços de sobreviure a la seva presència. Quan un bacteri de...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2020 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/671044 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/671044 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Resistència A antibiòtics Resistencia A antibióticos Antibiotic resistance Biologia estructural Biología estructural Structural biology Plasmidi conjugatiu Plásmido conjugativo Conjugative plasmid Ciències de la Salut 577 |
| Sumario: | La resistència a antibiòtics està considerada una de les principals amenaces a la salut pública del segle XXI per la OMS. A causa del seu consum excessiu i incorrecte, els bacteris han desenvolupat mecanismes per fer-les front y així, ser capaços de sobreviure a la seva presència. Quan un bacteri desenvolupa el gen que li dota de resistència, disposa de diversos mecanismes amb el que pot cedir aquesta resistència a bacteris veïns. Aquest procés és conegut com transferència horitzontal de gens, i és la principal causa de la propagació dels gens de resistència a antibiòtics. Podem distingir entre 3 subtipus, sent la conjugació la més comú. La conjugació és la transferència de material genètic des d’un bacteri donant a un altra receptor i requereix contacte directe entre cèl·lules. La seva característica principal és la presència d’un plasmidi conjugatiu. En aquest treball, s’ha estudiat el plasmidi conjugatiu pLS20, del bacteri Gram positiu Bacillus subtilis. És una elecció d’estudi interessant donant que B. subitlis pertany al filo Firmicutes, sent aquest el filo predominant al intestí humà. El intestí humà funciona com un reservori genètic de resistència a antibiòtics. A més, pLS20 té interès biotecnològic degut a la seva existència en B. sutiblis natto, el quin és important en producció alimentària. Entendre com es regula la conjugació i reunir informació sobre les proteïnes que participen al procés conjugatiu és molt important per poder acabar amb la propagació de la resistència a antibiòtics. Per tant, aquesta tesi està centrada en l’estudi estructural i molecular de diverses proteïnes de pLS20. En primer lloc, el circuit regulador que controla la expressió de gens del principal operon conjugatiu ha estat estudiat, en la quina participen Rco, Rap i Phr*. Hem caracteritzat estructuralment el domini de tetramerització de Rco i hem vist que comparteix similitud amb la família de proteïnes p53. A més, hem determinat que Rco té diferents estats de oligomerizació en funció del pH, probablement a causa de la interfície de tetramerització composta per residus carregats. Així mateix, la unió entre Rap i Rco a diferents estequiometries i l’efecte de Phr* en la formació del complex han sigut analitzats per cromatografia de exclusió molecular. Respecte a Rap, s’ha avaluat la possibilitat de regulació creuada amb altres sistemes de Rap per assajos de unió. En segon lloc, hem treballat amb Reg576, una proteïna reguladora que participa en la regulació de gens involucrats en el establiment del plasmidi una vegada transferit a la cèl·lula receptora. Hem identificat al seu lloc d’unió al ADN y hem mutat un residu conservat per concloure que la unió no es veu afectada. D’altra banda, hem obtingut diferents disposicions y grups espacials de la proteïna a més de la que ja està depositada, revelant que Reg576 cristal·litza amb relativa facilitat. Finalment, hem investigat P34, proteïna involucrada en adhesió cel·lular que té un paper igualment important que la regulació del procés conjugatiu. Hem determinat que és una proteïna TIE (tioèster, Isopeptídic, èster) ja que hem caracteritzat estructuralment el seu domini tioèster, denominat TED. Mitjançant la introducció de la mutació de la cisteïna que participa en el enllaç tioèster, no hem observat cap canvi significatiu en l’estructura de la proteïna, però hem mesurat canvis dràstics en la funcionalitat. En definitiva, aquests resultats suposan un important avanç en la comprensió sobre la regulació de la conjugació i el contacte entre cèl·lules per començar la transferència de gens del plasmidi pLS20. Donada la importància de las proteïnes estudiades, no descartem l’opció de utilitzar aquestes proteïnes com futures dianes de fàrmacs per detenir la propagació de la resistència a antibiòtics. |
|---|