Clonación y caracterización de los genes iniciales de la ruta biosintética de la homoserina, el precursor de la aminoetoxivinilglicina, un inhibidor de la etileno sintetasa de plantas

Resumen

Por analogía con la formación de rizobitoxina en Burkholderia andropogonis (Michell y Frey, 1988), la biosíntesis de AVG en Streptomyces sp. NRRL 5331 debería seguir una ruta equivalente, derivando del ácido aspártico y siendo la homnoserina un intermediario esencial, como ocurre en la biosíntesis de la tronina, la metionina y la isoleucina. Los genes que codifican para Ask y Asd han sido clonados y caracterizados en Streptomyces sp. NRRL 5331, encontrándose juntos (solapan en cuatro nucleótidos) formando un operón. Se han observado una relación directa entre el número de copias del gen ask y el incremento observado en la producción de AVG. Así, el transformante con una copia extra del gen ask produjo un 30% más de AVG que la cepa control, mientras que el transformante con el gen ask en alto número de copias y el transformante con los genes ask y asd sobreexpresados produjeron un 250% y un 300% más de AVG que la cepa parental, respectivamente. La actividad enzimáca de la Ask Streptomyces sp. NRRL 5331 es fuertemente estimulada por lisina e inhibida en un 30% por meso -2,6-diaminopimélico a concentraciones altas (20 mM). El resto de aminoácidos (treonina, metionina, isoleucina, homoserina o AVG) no ejercen ningún tipo de efecto ni individualmente ni concertados sobre la actividad aspartoquinasa. La síntesis de aspartoquinasa en Streptomyces sp. NRRL 5331 es fuertemente reprimida a concentraciones bajas de metionina (5 mM), ligeramente reprimida a altas concentraciones de isoleucina (20 mM) y de DAP (20 mM). Existe una relación clara entre la regulación de aspartoquinasa y la producción de aminoetyoxivinilglicina. Así, se ha detectado una disminución del 30% en la producción de aminoetoxivinilglicina cunado se creció Streptomyces sp. NRRL 5331 en medio mínimo con DAP 20 mM, concentración a la cual se detecta un 28% de inhibición de la actividad y un 30% de represión en la síntesis de la aspartoquinas