La estructura de las flotilinas FloA y FloT de Bacillus subtilis determina su papel en la estabilización del proteoma

Abstract

Tesis Doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de Lectura: 07-04-2025Esta Tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 07-10-2026Los Microdominios Funcionales de Membrana, análogos procariotas de las bal-sas lipídicas eucariotas, son estructuras que segregan lateralmente en la mem-brana de las células y que presentan una composición lipídica y proteica defini-das. Dentro de su composición proteica, las proteínas de la superfamilia SPFH (Stomatin, Prohibitin, Flotillin, HflC/K) juegan un papel fundamental de soporte estructural y estabilización para las proteínas halladas en estos microdominios. En eucariotas, estas proteínas se clasifican en varias familias en función de su estructura y de su localización en distintos orgánulos membranosos de la célula. Sin embargo, varias de estas familias (estomatinas, HflC/K y flotilinas, entre otras) se encuentran también presentes en procariotas, carentes de orgánulos membranosos. A pesar de esto, es habitual encontrar organismos que presentan dos o más proteínas SPFH de familias distintas. Este hecho, junto al desconoci-miento del papel que estas proteínas juegan en la interacción con el proteoma de la célula, abren la pregunta al por qué de esta variedad y redundancia. En esta Tesis se ha trabajado con la bacteria grampositiva Bacillus subtilis, la cual presenta dos proteínas SPFH estudiadas con anterioridad, FloA y FloT, es-tructuralmente distintas. Los resultados obtenidos muestran que las diferencias estructurales entre sus dominios N- y C-terminal son responsables de su movili-dad en la membrana, su organización, su interacción con proteínas y también de su papel estabilizador en relación con la proteostasis celular. FloA presenta un Nt característico y exclusivo de procariotas y un Ct más acortado y menos hidro-fóbico que el de FloT, lo que le otorga un movimiento más rápido y una mayor promiscuidad en su interacción con proteínas. Por su parte, FloT presenta una estructura similar a las flotilinas eucariotas, con un Ct largo, hidrofóbico y con un “dominio flotilina” característico y claramente diferenciable. Estas características le otorgan un movimiento más lento y restringido y una interacción más acotada a proteínas con un plegamiento energéticamente desfavorable. Por otro lado, se ha demostrado que ambas proteínas son importantes para el mantenimiento de la estabilidad del proteoma en situaciones de estrés proteotóxico, como el calor, el exceso de acidez o el estrés oxidativo y de membrana. FloA y FloT presentan un efecto aditivo y particulamente notable en aquellas proteínas que forman parte de sus interactomas, como la transpeptidasa PBP3. Esta interacción con PBP3 explica, además, el incremento en la sensibilidad a oxacilina que B. subtilis sufre en condiciones de estrés y en ausencia de flotilinas. Estos resultados sugieren que estas proteínas podrían presentar una importante función en la estabilización de proteínas mal plegadas en situaciones de estrés. En contraste con el enfoque habitual en interacciones específicas de las proteí-nas SPFH, estos resultados indican que su papel podría ser algo más generali-zado y asociado a la presencia de un estrés ambiental de diferentes tipos. Este trabajo abre la puerta al estudio de las proteínas SPFH desde el punto de vista de la proteostasis celular, así como a un nuevo enfoque en su estudio diferencial, en el contexto de la respuesta celular a estímulos que comprometen la viabilida