Producción de ácido clavulánico en Streptomyces clavuligeruscontrol transcripcional por los reguladores específicos CcaR y ClaR y caracterización de la función de AdpA

Resumen

Streptomyces clavuligerus es un actinomiceto de gran interés biotecnológico por ser el principal productor de ácido clavulánico, potente inhibidor de ß-lactamasas. En clínica, este compuesto se administra junto a los antibióticos ß-lactámicos amoxicilina y ticarcilina para combatir infecciones causadas por cepas resistentes productoras de ß-lactamasas. La producción de ácido clavulánico se halla bajo el control positivo de los reguladores específicos claR, localizado en la agrupación de biosíntesis de ácido clavulánico, y ccaR, situado en la agrupación de biosíntesis de cefamicina C. El objetivo principal de este trabajo ha sido profundizar en el conocimiento de los mecanismos moleculares implicados en la regulación de la producción de ácido clavulánico en S. clavuligerus. Por un lado, se han determinado qué genes de la agrupación de ácido clavulánico están regulados por las proteínas CcaR y ClaR, cuantificando las diferencias de expresión entre las cepas interrumpidas en estos reguladores y la cepa silvestre, S. clavuligerus ATCC 27064. La interrupción del gen claR da lugar a un descenso en la expresión de los genes de la agrupación de ácido clavulánico, afectando drásticamente al gen tardío car y a los marcos de lectura cyp, fd, orf12, orf13, orf14 y oppA2. Sin embargo, la expresión del gen regulador ccaR aumenta. En el mutante S. clavuligerus ccaR::aph, la expresión de los genes del operón ceaS2-cas2, cuyos productos intervienen en las etapas tempranas de biosíntesis, disminuye drásticamente, lo que indica que la proteína CcaR es un regulador positivo esencial para la transcripción de estos marcos de lectura. Los transcritos de los restantes genes de la agrupación de ácido clavulánico, incluido el regulador claR, también descienden en este mutante. Por otro lado, se ha caracterizado la función de AdpA en S. clavuligerus. Esta proteína fue descrita por primera vez en Streptomyces griseus, donde interviene en la cascada de regulación desencadenada por el factor A, ¿-butirolactona que induce la formación de micelio aéreo y la producción de metabolitos secundarios en este microorganismo. A lo largo de este trabajo, se ha determinado la implicación de AdpA en la regulación positiva de la esporulación y la producción de ácido clavulánico y de cefamicina C en S. clavuligerus. Se ha demostrado que AdpA se halla regulado negativamente a nivel transcripcional por la proteína Brp, y positivamente a nivel traduccional por el factor bldA.