The stringent response in "Streptomyces clavuligerus"investigation of the role or "relA" and "rplK (relC)"

Abstract

Streptomyces clavuligerus es un microorganismo de gran importancia biotecnológica por ser productor del antibiótico beta-lactámico cefalosporina c y del inhibidor de beta-lactamasas ácido clavulánico. La "respuesta estricta" es un mecanismo de adaptación bacteriana que consiste en un complejo conjunto de cambios fisiológicos en respuesta a condiciones de escasez de nutrientes que permiten la supervivencia de la célula con un metabolismo basal. La principal característica es un fuerte descenso de la síntesis de arn tras la privación de aminoácidos. La presencia de un arnt descargado en el sitio aceptor del ribosoma activa la enzima rela, vinculada al ribosoma a través de la proteína l11 (codificada por el gen rplk). Rela cataliza la transferencia de un grupo pirofosforilo desde el atp al grupo 3'-hidroxilo del gtp o del gdp, originando el compuesto pppgpp o ppgpp respectivamente (referidos ambos como (p)ppgpp). En los microorganismos del género streptomyces, la capacidad de síntesis de (p)ppgpp ha sido correlacionada directamente con la capacidad de diferenciación morfológica (esporulación) y fisiológica (producción de metabolitos secundarios). Mutantes relc (rplk) y rela están perjudicados en la esporulación y producen menos antibiótico que la cepa parental. En este trabajo se han construido dos mutantes de s. Clavuligerus nulos en rela, y un mutante relc por deleción de 12 pb internos de rplk. Ambos mutantes nulos rela carecían de producción detectable de (p)ppgpp, y se mostraron incapaces de formar micelio aéreo y esporular. Sin embargo, ambos mutantes rela produjeron hasta 6 y 15 veces más cefamicina c y ácido clavulánico que la cepa silvestre. El mutante relc (rplk) producía un 20% de la cantidad de (p)ppgpp detectada en la cepa silvestre, y estaba perjudicado en la esporulación, aunque sí forma micelio aéreo. Este mutante mostró una reducida síntesis de antibióticos, produciendo entre el 66 y 79% menos ácido clavulánic