Estudio genético, bioquímico y biotecnológico de la ruta de degradación de compuestos esteroídicos en la cepa Pseudomonas putida DOC21

Resumen

Durante la realización de esta Tesis Doctoral, se ha pretendido caracterizar bioquímica y genéticamente la ruta o rutas catabólicas responsables de la degradación bacteriana aeróbica de compuestos de naturaleza esteroidea en la cepa Pseudomonas putida DOC21. Dicha cepa es capaz de asimilar ácidos biliares (ácido desoxicólico, ácido cólico, ácido quenodesoxicólico, ácido litocólico y ácido ursodesoxicólico) y testosterona, entre otras moléculas de naturaleza esteroídica, como únicas fuentes de carbono y energía. Los trabajos desarrollados en las tesis doctorales de los doctores Joaquín Rodríguez Fernández y Estefanía Merino García, desarrolladas en nuestro grupo de investigación, habían expuesto la presencia en esta cepa de estudio de una serie de rutas periféricas conducentes a la obtención de un intermediario común, la AD, a partir del cual se unificaba la ruta degradativa para los compuestos esteroídicos. Durante el transcurso de este estudio se pretendieron caracterizar las etapas conducentes a la eliminación de la cadena lateral unida en posición 17 característica de los ácidos biliares. Empleando herramientas de ingeniería genética, se obtuvieron una serie de mutantes de deleción para determinados genes, estudiando la capacidad metabólica resultante de los mismos. Asimismo, se identificaron algunos de los intermediarios metabólicos que esta cepa genera durante el transcurso de la degradación de diferentes moléculas de carácter esteroideo. De este modo, pudo concluirse que la eliminación de la cadena lateral procede a través de una ruptura aldolítica, lo que exige la participación de dos enzimas con actividad CoA ligásica durante este proceso. La identificación de un compuesto de naturaleza aldehídica DHOPDCA, aislado también durante la degradación de ácido cólico en el caldo de cultivo de la cepa Pseudomonas sp. Chol1, así como la alta similitud de las regiones que codifican las actividades del catabolismo esteroideo en ambas especies soportaban la hipótesis. También fueron identificados varios de los genes y enzimas necesarios para llevar a cabo la oxidación del anillo A, proceso imprescindible para completar el catabolismo de esteroides en P. putida DOC21 Las conclusiones obtenidas en esta Tesis Doctoral, han permitido describir el mecanismo que emplea la cepa Pseudomonas putida DOC21 para llevar a cabo la eliminación de la cadena lateral unida en C17 de los ácidos biliares así como alguna de las reacciones posteriores necesarias para completar el catabolismo de estos y de otros compuestos esteroideos.