Apocarotenoides de los hongos mucorales

Resumen

La interacción sexual y la producción de caroteno en hongos mucorales son procesos complejos de comunicación y regulación celular mediados por apocarotenoides y explotados por la industria. Esta tesis estudia la diversidad de los apocarotenoides y sus rutas biosintéticas en Phycomyces blakesleeanus y Blakeslea trispora y las etapas iniciales de su producción en Mucor circinelloides. Para ello combina técnicas de Genética, Biología Molecular, Enzimología y Química Orgánica e introduce la biotransformación de apocarotenoides en mutantes incapaces de producirlos. Blakeslea conserva las tres familias de apocarotenoides identificadas en Phycomyces (trisporoides, ciclofarnesoides y metilhexanoides) y Mucor corta el ß-caroteno con enzimas parecidas a las de Phycomyces. Hemos encontrado nuevos apocarotenoides en Phycomyces y en Blakeslea y observamos que la diversidad de los apocarotenoides no solo depende de las especies, sino de las estirpes dentro de ellas. Hemos dispuesto los apocarotenoides en una red o sistema periódico que ayuda a clasificarlos y a predecir nuevos compuestos y hemos propuesto sus probables rutas biosintéticas. No hemos encontrado indicios de una cooperación entre las estirpes de distintos sexos para producir trisporoides. La estirpe de sexo (+) de Phycomyces convierte la ß-apo-13-carotenona en ácidos trispóricos y en 4-dihidro-ciclofarnesina S y derivados suyos. De esta manera los ciclofarnesoides proceden directamente del fragmento inicial de 15 carbonos del ß-caroteno e indirectamente por pérdida de 3 carbonos del fragmento inicial de 18. Los apocarotenoides son mucho más abundantes que el ß-caroteno y sus precursores en Phycomyces y Blakeslea. En la masiva ruta biosintética de los apocarotenoides, el ß-caroteno es un intermediario y un producto minoritario. Se propone la hipótesis de que la biosíntesis de apocarotenoides, al menos en sus primeras etapas, ocurre en los compartimentos subcelulares especializados en la producción de ß¿caroteno y asociada a los agregados enzimáticos que lo sintetizan. La interrupción mutacional o química de la producción de caroteno no modifica el flujo metabólico total de la ruta, pero lo desvía hacia el ß-caroteno o precursores suyos. La interacción sexual aumenta los flujos netos independientemente de las interrupciones.