Función y aplicación biotecnológica de una proteína inactivadora de los ribosomas de Streptomyces coelicolor

Ribosome Inactivating Proteins are enzymes with N-glycosidase activity. They act by removing a specific adenine from the major subunit of the robosomes, thus preventing protein synthesis and causing cell death. Their Discovery stimulated to initiate many research projects looking for example to identify the importance of these proteins for the producer organism. Despite many efforts, the function of RIPs remains unclear. Due to that, several speculations and assumptions appeared. Most RIPs have been found in plants, but also in various other organisms, from bacteria to animal tissues, new RIPs have been and are still being detected. As such it remains intriguing to find the reason for the prevalence and ubiquity of RIPs in nature. On the other hand, the lethal and specific activity of RIPs is attractive for biotechnological apllications in medicine and agriculture. They can be used to develop immunotoxins and conjugates against specific targets as pathogens and cancer cells. Actinomycetes are Gram-positive soil bacteria. Several species are of major industrial importance as they have the capacity to synthesize industrially interesting compounds such as antibiotics and enzymes. As they have the capacity to produce many metabolites, new metabolites produced by these species are still sought. Recently, our group found in Streptomyces coelicolor genome a gene homologous to plant RIPs genes. This gene has been studied and characterized during the present work. The results show that S. coelicolor genome encodes a type 1 ribosome inactivating protein, nominated RIPsc, with N-blycosidase activity on both prokaryote and eukaryote ribosomes. Additionally, we looked for the posible function of RIPsc by analyzing its expression at transcription and translation level. Finally, we propose a novel strategy for RIPsc application to agricultura by the design of a heterologous production of specific conjugates against different phytopathogens.Las proteínas inactivadoras de los Ribosomas (RIPs), son enzimas con actividad N-glicosidasa que actúan removiendo una adenina específica de la subunidad mayor del ribosoma, interrumpiendo la síntesis proteica y causando la muerte celular. El descubrimiento de las RIPs ha sido motivo de múltiples trabajos de investigación que pretenden demostrar la función de este tipo de proteínas en el organismo productor, dicha investigación ha costado hasta ahora más de 100 años sin lograr el esclarecimiento total del rol desempeñado por las RIPs. Por tal circunstancia aun sigue abierta la posibilidad de proponer y demostrar hipótesis de su función. Además, aunque las RIPs son características de las plantas, actualmente existe un incremento constante en el hallazgo de nuevas RIPs en diversos organismos que van desde bacterias asta tejidos animales. Este hecho hace necesaria la razón de su prevalencia y ubiquidad en la naturaleza. Por otro lado, la actividad enzimática tan específica y letal de las RIPs, las hace ser atractivas en aplicaciones biotecnológicas tanto en medicina como en agricultura pues con ellas pueden diseñarse inmunotoxinas y conjugados en contra de células indeseables. Por su parte, los actinomicetos son bacterias gram-positivas aisladas del suelo, con alta capacidad en la síntesis de compuestos de interés industrial; su capacidad de producción hace que la búsqueda de nuevos metabolitos en dicha especie sea blanco importante para la investigación. Recientemente, nuestro grupo encontró dentro del genoma de Streptomces coelicolor un gen con similitud a las RIPs de plantas. Este gen ha sido estudiado y caracterizado a lo largo del presente trabajo. Los resultados obtenidos indican que el genoma de S. coelicolor codifica una Proteína Inactivadora de los Ribosomas, denominada RIPsc, con actividad N-glicosidasa sobre ribosomas procariontes y eucariontes. De manera adicional también se ha analizado la posible función de RIPsc para S. coelicolor por medio del estudio de su expresión en niveles de transcripción y traducción. Y finalmente, se propone una estrategia novedosa para la aplicación de RIPsc en la agricultura por medio del diseño y producción heterologa de conjugados específicos contra diversos fitopatógenos

Proteína inactivadora de los ribosomas de Streptomyces coelicolor

Las proteínas inactivadoras de los ribosomas (RIPs) son proteínas N-glicosidasas citotóxicas identificadas en plantas, hongos y bacterias. Las RIPs de plantas inhiben la síntesis de proteínas por medio de una escisión en un enlace glicosídico (N-C) específico, entre un residuo de adenina y una ribosa presente en el rRNA 28S de los ribosomas. En éste reporte se describe el aislamiento y caracterización inicial de una RIP del tipo I presente en la bacteria gram-positiva Streptomyces coelicolor (RIPSC). El gen ripsc fue amplificado por PCR, clonado y expresado en E. coli como proteína recombinante de 30kDa. Por otro lado, cuando RIPSC fue sobreexpresada en E. coli y en S. lividans se observó un fuerte decremento en el crecimiento de ambos organismos. Además la producción intracelular de RIPSC en Saccharomyces cerevisiae resultó letal para ésta. Sin embargo, la proteína RIPSC purificada no mostró actividad antifúngica o antibacteriana en contra de las especies probadas sugiriendo que esto es debido a que RIPSC es incapaz de entrar a las células. Lo cual se confirma con el hecho de que la proteína de S. coelicolor, RIPSC, purificada mostró una fuerte inhibición sobre la traducción de luciferasa en el sistema libre de células utilizado

Spatiotemporal analysis of water reservoirs in San Luis Potosí state, Mexico, from 1990 to 2015

ABSTRACTIt is essential to identify the spatial distribution and use of water resources for developing appropriate strategies for their use. Therefore, this work aimed to estimate the spatial distribution of economic and ecological Water Use Profit (WUP) and relate it to the Normalized Differential Water Index (NDWI) and evapotranspiration in the San Luis Potosí state, México. When calculating or obtaining the NDWI, this indicator is associated with values of evapotranspiration concentrations that are obtained spatially in the various portions of the territory, since in SLP territory the climate and soil moisture vary from one region to another, as there are 4 different regions. The methodology in this study involved a multitemporal analysis of the WUP in the State corresponding to 1990, 2000, 2010, and 2015, since it is an indicator that measures the uses and water exploitation in a region obtained over time, which is why it is called multitemporal, since we are talking about a 25-year period of analysis and the result is different from one place to another in San Luis Potosi territory. This study was realized through the application of economic and ecological indicators which were evaluated, considering the economic and ecological activities that use water in the region; therefore, the behavior of ETR depends on the area and the economic and/or ecological activities that have been carried out in the period. Also, for understanding the behavior of water reservoirs in the basins in the study area, the NDWI was obtained from Landsat 8 imagery. The results of NDWI showed that, from 1990 to 2015, there was a decrease in moisture content, becoming more evident in 2000. This study found that secondary and tertiary activities significantly influence yearly economic value. From 1990 to 2000, the Gross Domestic Product (GDP) value doubled, while from 2000 to 2010 tripled, and for 2015 the increase was nearly 25% compared to 2010. The WUPeconomic’s and WUPecological’s highest values were obtained in the most important urban areas of the state because secondary and tertiary activities are mainly developed. It is precisely with this reasoning that the behavior of relationship between ETR and WUP is vital for the understanding of water consumption generated. Finally, the ETR’s highest values are in the Huasteca region of the state