Tesis
Expresión del gen CYP52 (codificante de un citocromo P450) y biotransformación del alfa-pineno por Pichia guilliermondii, aislada del mesenterón de Dendroctonus valens
Fecha
25/02/2010Registro en:
Campos Guzmán, Eneida. (2009). Expresión del gen CYP52 (codificante de un citocromo P450) y biotransformación del alfa-pineno por Pichia guilliermondii, aislada del mesenterón de Dendroctonus valens. (Doctorado en Ciencias Quimicobiológicas). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Escuela Nacional de Ciencias Biológicas, México.
Autor
Campos Guzmán, Eneida
Institución
Resumen
ABSTRACT: Bark beetles-yeasts symbiosis has been previously described, but no clear
roles of simbionts have been defined. Particularly, members of the Pichia
guillermondii yeast cluster isolated from Dendroctonus bark beetles gut are
capable of utilizing hydrocarbons as a sole carbon source.
In this work, the transcriptional expression of CYP52Pgu gene of P.
guillermondii 12, a strain isolated from Dendroctonus valens midgut, was estimated
by RT-PCR in presence of glucose and two pine phloem hydrocarbons (n-heptane
and -pinene). The sequence of the CYP52Pgu gene of P. guillermondii 12 was
identical to the homologous gene of P. guillermondii ATCC6260. The gene was
expressed in the presence of both hydrocarbons, but the -pinene expression level
was higher than n-heptane as inductor. No gene expression was detected with
glucose as a sole carbon source, and a catabolic repression effect on -pinene
and n-heptane induction was observed at low glucose concentrations. In silico
analyses of the regulatory region confirmed that CYP52Pgu gene of P.
guilliermondii is a catabolic repressible gene.
Several -pinene biotransformation experiments performed with P.
guilliermondii non-proliferant cells permitted to observe the hydroxylation of -
pinene to cis-verbenol by gas chromatography coupled to mass spectrometry
(GC/MS). Cis-verbenol is a frequently reported pheromone component of some
Dendroctonus species. Due to the fact that n-heptane and -pinene are not
utilizable as a sole carbon source by P. guilliermondii 12, probably these toxic
compounds are modified by CYP52Pgu gene encoded protein as a detoxification
activity or constitute the first step of a synergistic degradation route by other gut
simbionts of D. valens. RESUMEN: Aunque se han descrito varias especies de levaduras asociadas a los escarabajos descortezadores, aún no es claro su papel como simbiontes.
Particularmente, se han aislado levaduras asociadas filogenéticamente con la especie Pichia guillermondii a partir del intestino de escarabajos descortezadores
del género Dendroctonus; estas levaduras tiene la capacidad de utilizar hidrocarburos como única fuente de carbono y energía. En este trabajo se estudió la expresión del gen CYP52Pgu de P. guillermondii 12, una cepa aislada del mesenterón de Dendroctonus valens, en presencia de glucosa y dos hidrocarburos presentes en la resina de los pinos (nheptanoy -pineno), utilizando la técnica de RT-PCR semicuantitativa. La secuencia del gen CYP52Pgu de P. guillermondii 12 fue idéntica a la de su homólogo en P. guillermondii ATCC6260. El gen se expresó en presencia de ambos hidrocarburos, pero la expresión fue mayor en presencia de -pineno que en n-heptano como inductor. La expresión del gen CYP52Pgu en presencia de glucosa como única fuente de carbono no fue detectada; además, a bajas concentraciones de glucosa se observó un efecto de represión catabólica en los niveles de expresión del gen, tanto en presencia de -pineno como de n-heptano. El análisis in silico de la región reguladora confirmó que el gen CYP52Pgu de P. guilliermondii podría estar regulado catabólicamente. Los experimentos de biotransformación de -pineno realizados en las condiciones de mayor expresión del gen CYP52Pgu, permitieron observar la hidroxilación del -pineno a cis-verbenol mediante cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas (GC/MS). Se ha reportado con frecuencia al
cis-verbenol, como feromona de varias especies de escarabajos del género Dendroctonus. Por otro lado, tanto el -pineno como el n-heptano no son
utilizados como fuente de carbono por P. guilliermondii 12, probablemente estos compuesto tóxicos son modificados por la proteína codificada por el gen
CYP52Pgu como una actividad de desintoxicación o éste constituye el primer paso de una ruta de degradación sinergista por otros simbiontes del intestino de D. valens.