Caracterizado un dominio proteico presente en bacterias que funciona como sensor de gases

Un trabajo publicado en la revista Nucleic Acids Research por el grupo de Microbiología Medioambiental que dirige el Prof. Eduardo Díaz en el Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CSIC), presenta la caracterización del dominio proteico MHYT perteneciente al regulador transcripcional de membrana CoxC de la bacteria Afipia carboxidovorans OM5, que destaca por su capacidad de oxidar y utilizar como única fuente de carbono y energía el gas tóxico monóxido de carbono (CO) en condiciones aeróbicas.

Los responsables de la oxidación del CO son los genes cox y en su regulación desempeña un papel crucial la proteína CoxC. CoxC constituye el prototipo de una nueva subfamilia de reguladores transcripcionales LytTR monocomponentes, caracterizados por la fusión de un dominio LytTR de unión al DNA que está regulado alostéricamente por un dominio MHYT de membrana. El dominio proteico MHYT, identificado hace más de dos décadas y presente en numerosas proteínas de membrana de una gran variedad de especies bacterianas y algunos hongos, se ha postulado como un sensor de gases diatómicos como el CO, el oxígeno (O₂) o el óxido nítrico (NO).

Durante-Rodríguez et al. han demostrado en este estudio que el dominio C-terminal LytTR de CoxC se une a una caja operadora constituida por tres repeticiones directas de 8-pb en el promotor P_coxBde los genes cox, actuando como un represor específico e impidiendo así su expresión. El dominio MHYT de CoxC, situado en la región N-terminal del regulador, está constituido por tres motivos localizados en sendos segmentos transmembrana y que contienen los residuos conservados Met, His y Tyr, que coordinan iones Cu²⁺.  Tanto in vivo, mediante ensayos de des-represión del promotor P_coxB en presencia de CO, como in vitro, por inhibición de la interacción de CoxC con la sonda P_coxB, se ha corroborado que el dominio MHYT de CoxC es esencial para la detección de CO como molécula efectora.

En conjunto, los hallazgos presentados en este trabajo suponen un avance significativo en el estudio de la regulación, desconocida hasta la fecha, de los genes cox para el metabolismo aeróbico del CO, con importantes implicaciones biotecnológicas en el desarrollo de una nueva generación de biosensores del gas tóxico CO.

Referencia: Characterization of a MHYT domain-coupled transcriptional regulator that responds to carbon monoxide. Gonzalo Durante-Rodríguez, Sofía de Francisco-Polanco, José Luis García and Eduardo Díaz (2024) Nucleic Acids Research, 1–12, https://doi.org/10.1093/nar/gkae575.