Caracterización de un nuevo sistema de asimilación de hierro mediante sideróforos en "Vibrio anguillarum"

Resumen

En Vibrio anguillarum, el principal agente etiológico de la vibriosis en peces marinos, se han descrito dos sistemas de asimilación de hierro mediante sideróforos que desempeñan un papel importante en el proceso infectivo. Uno de ellos, presente en gran parte de las cepas del serotipo O1, está codificado por plásmidos del tipo pJM1, mientras que el otro está codificado por genes cromosómicos y se ha descrito de forma preliminar en cepas de los serotipos O1 y O2 carentes de plásmidos. En este trabajo se ha llevado a cabo la caracterización de este nuevo sistema. Se describe una región cromosómica que contiene 13 genes (denominados genes vab) que codifica la síntesis de un nuevo sideróforo de tipo catecol, la vancrobactina. Mediante la construcción de mutantes por deleción de cada uno de estos genes, y su correspondiente complementación con el alelo salvaje, hemos demostrado que esta región cromosómica codifica la síntesis, regulación, transporte y utilización de la vancrobactina en la cepa RV22 del serotipo O2. El gen vabG codifica una DAHP sintetasa que proporciona el aumento de corismato necesario para que vabABC catalicen su conversión en ácido 2,3-dihidroxibenzoico (DHBA), que es el grupo funcional de los sideróforos de tipo catecol. El gen vabD codifica la fosfopanteteinil transferasa que activa las péptido-sintetasas no ribosómicas codificadas por vabE y vabF. Éstas ensamblan finalmente la vancrobactina a partir de DHBA, arginina y serina. La naturaleza química del sideróforo ha sido confirmada mediante su aislamiento, purificación y análisis estructural, y se corresponde con la N-[N¿-(2,3-dihidroxibenzoil)-D-arginil]-L-serina. El gen vabS codifica un posible exportador de membrana que participa en el proceso de secreción y vabH codifica una posible esterasa del ferri-sideróforo necesaria para la utilización del hierro captado con este sistema. El cluster vab codifica también dos receptores de membrana externa dependientes de TonB: FvtA, que interviene en el transporte del complejo hierro-vancrobactina, y ORF13, que parece no expresarse. La expresión de los genes vab, que se organiza en 6 unidades transcripcionales, es dependiente de la concentración de hierro, siendo el represor global Fur el principal regulador. Sin embargo, la regulación es un proceso complejo en el que la proteína VabR es necesaria para que la expresión de vabG alcance niveles máximos, siendo éste el único gen del sistema fuertemente reprimido por hierro sin la intervención de Fur. Además, se ha detectado la existencia de un mecanismo, dependiente de ferri-vancrobactina, que activa la expresión del receptor FvtA. El análisis de la presencia de los genes de este sistema en una colección de cepas de V. anguillarum representativa de los diferentes serotipos, mostró que todas las cepas poseen los genes de síntesis y transporte de vancrobactina, lo que sugiere que éste es el sistema de sideróforos ancestral en V. anguillarum y que el sistema codificado en el plásmido pJM1 es evolutivamente más reciente. Por último hemos demostrado que V. anguillarum puede utilizar, por medio del receptor FvtA, análogos sintéticos de vancrobactina como fuentes de hierro. Este hecho, junto con la expresión demostrada de fvtA en una colección de cepas de los principales serotipos patógenos, abre la posibilidad de explotar este sistema de transporte de hierro para el diseño de nuevos agentes antimicrobianos contra la vibriosis, basados en sideróforos conjugados con antibacterianos, que puedan utilizar la misma vía de entrada en la célula que el sideróforo nativo.