The possible roads from gene to protein function

Las proteínas constituyen la maquinaria elemental de todos los seres vivos. Las instrucciones para su producción están escritas en los genes del DNA. Los avances en técnicas de secuenciación de DNA han permitido obtener una inmensa cantidad de información de los genes de una variedad de organismos tales como bacterias, hongos, virus, plantas, animales, etc. En la mayoría de los casos, la función de los genes descriptos es desconocida. En este artículo discutimos los desafíos que involucra el análisis funcional de genes y proteínas concentrándonos en el caso particular de la enzima Lumazina Sintasa de Brucellaabortus como ejemplo.Proteins are the basic components of the machinery of all living beings. The instructions for their production are written in the genes of the DNA. The advances in DNA sequencing techniques have enabled the acquisition of a large amount of information of the genes of a variety of organisms, like bacteria, fungi, virus, plants, animals, etc. In most cases the function of the described genes is unknown. In this article we discuss the challenges involved in the functional analysis of genes and proteins, focusing on the particular case of the enzyme Lumazine Synthase from Brucella abortus as example.Fil: Craig, Patricio Oliver. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

The superfamily keeps growing: Identification in trypanosomatids of RibJ, the first riboflavin transporter family in protists

Background: Trypanosomatid parasites represent a major health issue affecting hundreds of million people worldwide, with clinical treatments that are partially effective and/or very toxic. They are responsible for serious human and plant diseases including Trypanosoma cruzi (Chagas disease), Trypanosoma brucei (Sleeping sickness), Leishmania spp. (Leishmaniasis), and Phytomonas spp. (phytoparasites). Both, animals and trypanosomatids lack the biosynthetic riboflavin (vitamin B2) pathway, the vital precursor of flavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide (FAD) cofactors. While metazoans obtain riboflavin from the diet through RFVT/SLC52 transporters, the riboflavin transport mechanisms in trypanosomatids still remain unknown. Methodology/Principal findings: Here, we show that riboflavin is imported with high affinity in Trypanosoma cruzi, Trypanosoma brucei, Leishmania (Leishmania) mexicana, Crithidia fasciculata and Phytomonas Jma using radiolabeled riboflavin transport assays. The vitamin is incorporated through a saturable carrier-mediated process. Effective competitive uptake occurs with riboflavin analogs roseoflavin, lumiflavin and lumichrome, and co-factor derivatives FMN and FAD. Moreover, important biological processes evaluated in T. cruzi (i.e. proliferation, metacyclogenesis and amastigote replication) are dependent on riboflavin availability. In addition, the riboflavin competitive analogs were found to interfere with parasite physiology on riboflavin-dependent processes. By means of bioinformatics analyses we identified a novel family of riboflavin transporters (RibJ) in trypanosomatids. Two RibJ members, TcRibJ and TbRibJ from T. cruzi and T. brucei respectively, were functionally characterized using homologous and/or heterologous expression systems. Conclusions/Significance: The RibJ family represents the first riboflavin transporters found in protists and the third eukaryotic family known to date. The essentiality of riboflavin for trypanosomatids, and the structural/biochemical differences that RFVT/SLC52 and RibJ present, make the riboflavin transporter -and its downstream metabolism- a potential trypanocidal drug target.Fil: Balcazar, Dario Emmanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología ; ArgentinaFil: Vanrell, Maria Cristina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Romano, Patricia Silvia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mendoza. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos. Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Cienicas Médicas. Instituto de Histología y Embriología de Mendoza Dr. Mario H. Burgos; ArgentinaFil: Pereira, Claudio Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Médicas. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Médicas; ArgentinaFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Carrillo, Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología ; Argentin

A Spectroscopy-based Methodology for Rapid Screening and Characterization of Phytochrome Photochemistry in Search of Pfr-favored Variants

Phytochromes are photosensitive proteins with a covalently bound open-chain chromophore that can switch between two principal states: red light absorbing Pr and far-red light absorbing Pfr. Our group has previously shown that the bacteriophytochrome from Xanthomonas campestris pv. campestris (XccBphP) is a bathy-like phytochrome that uses biliverdin IXα as a co-factor and is involved in bacterial virulence. To date, the XccBphP crystal structure could only be solved in the Pr state, while the structure of its Pfr state remains elusive. The aims of this work were to develop an efficient screening methodology for the rapid characterization and to identify XccBphP variants that favor the Pfr form. The screening approach developed here consists in analyzing the UV-Vis absorption behavior of clarified crude extracts containing recombinant phytochromes. This strategy has allowed us to quickly explore over a hundred XccBphP variants, characterize multiple variants and identify Pfr-favored candidates. The high-quality data obtained enabled not only a qualitative, but also a quantitative characterization of their photochemistry. This method could be easily adapted to other phytochromes or other photoreceptor families.Fil: Antelo, Giuliano Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Sánchez Lamas, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Otero, Lisandro Horacio. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica Plabem; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rinaldi, Jimena Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Characterization of folding-sensitive nanobodies as tools to study the expression and quality of protein particle immunogens

Vaccination is as one of the most beneficial biopharmaceutical interventions against pathogens due to its ability to induce adaptive immunity through targeted activation of the immune system. Each vaccine needs a tailor-made set of tests in order to monitor its quality throughout the development and manufacturing. The analysis of the conformational state of protein nanoparticles is one of the key steps in vaccine quality control. The enzyme lumazine synthase from Brucella spp. (BLS) acts as a potent oral and systemic immunogen. BLS has been used as a carrier of foreign peptides, protein domains and whole proteins, serving as a versatile platform for vaccine engineering purposes. Here, we show the generation and characterization of four families of nanobodies (Nbs) which only recognize BLS in its native conformational state and that bind to its active site. The present results support the use of conformation-sensitive Nbs as molecular probes during the development and production of vaccines based on the BLS platform. Finally, we propose Nbs as useful molecular tools targeting other protein scaffolds with potential applications in nano-and biotechnology.Fil: Alzogaray, Vanina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Urrutia, Mariela. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Berguer, Paula Mercedes. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rossi, Andrés Hugo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Zylberman, Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Inmunova S.A; ArgentinaFil: Pardo, Romina Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Inmunova S.A; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

An Atypical Riboflavin Pathway Is Essential for Brucella abortus Virulence

Brucellosis is a worldwide zoonosis that affects livestock and humans and is caused by closely related Brucella spp., which are adapted to intracellular life within cells of a large variety of mammals. Brucella can be considered a furtive pathogen that infects professional and non-professional phagocytes. In these cells Brucella survives in a replicative niche, which is characterized for having a very low oxygen tension and being deprived from nutrients such as amino acids and vitamins. Among these vitamins, we have focused on riboflavin (vitamin B2). Flavin metabolism has been barely implicated in bacterial virulence. We have recently described that Brucella and other Rhizobiales bear an atypical riboflavin metabolic pathway. In the present work we analyze the role of the flavin metabolism on Brucella virulence. Mutants on the two lumazine synthases (LS) isoenzymes RibH1 and RibH2 and a double RibH mutant were generated. These mutants and different complemented strains were tested for viability and virulence in cells and in mice. In this fashion we have established that at least one LS must be present for B. abortus survival and that RibH2 and not RibH1 is essential for intracellular survival due to its LS activity in vivo. In summary, we show that riboflavin biosynthesis is essential for Brucella survival inside cells or in mice. These results highlight the potential use of flavin biosynthetic pathway enzymes as targets for the chemotherapy of brucellosis

Draft genome sequence of Methylobacterium sp. strain V23, isolated from accretion ice of the Antarctic subglacial Lake Vostok

Here, we report the draft genome sequence of Methylobacterium sp. strain V23, a bacterium isolated from accretion ice of the subglacial Lake Vostok (3,592 meters below the surface). This genome makes possible the study of ancient and psychrophilic genes and proteins from a subglacial environment isolated from the surface for at least 15 million years.Fil: Sapp, Amanda. University of Florida; Estados UnidosFil: Huguet-Tapia, José C.. University of Florida; Estados UnidosFil: Sanchez Lamas, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Antelo, Giuliano Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Primo, Emiliano David. Universidad Nacional de Río Cuarto. Facultad de Ciencias Exactas Fisicoquímicas y Naturales. Departamento de Biología Molecular; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Rinaldi, Jimena Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Université de Montpellier; FranciaFil: Christner, Brent C.. University of Florida; Estados UnidosFil: Oteroc, Lisandro H.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Pr-favoured variants of the bacteriophytochrome from the plant pathogen Xanthomonas campestris hint on light regulation of virulence-associated mechanisms

Red/far-red light-sensing bacteriophytochrome photoreceptor (BphP) pathways play key roles in bacterial physiology and ecology. These bilin-binding proteins photoswitch between two states, Pr (red absorbing) and Pfr (far-red absorbing). The isomerization of the chromophore and the downstream structural changes result in the light signal transduction. The agricultural pathogen Xanthomonas campestris pv. campestris (Xcc) code for a single bathy-like type BphP (XccBphP), previously shown to negatively regulate several light-mediated biological processes involved in virulence. Here, we generated three different full-length variants with single amino acid changes within its GAF domain that affect the XccBphP photocycle favouring its Pr state: L193Q, L193N and D199A. While D199A recombinant protein locks XccBphP in a Pr-like state, L193Q and L193N exhibit a significant enrichment of the Pr form in thermal equilibrium. The X-ray crystal structures of the three variants were solved, resembling the wild-type protein in the Pr state. Finally, we studied the effects of altering the XccBphP photocycle on the exopolysaccharide xanthan production and stomatal aperture assays as readouts of its bacterial signalling pathway. Null-mutant complementation assays show that the photoactive Pr-favoured XccBphP variants L193Q and L193N tend to negatively regulate xanthan production in vivo. In addition, our results indicate that strains expressing these variants also promote stomatal apertures in challenged plant epidermal peels, compared to wild-type Xcc. The findings presented in this work provide new evidence on the Pr state of XccBphP as a negative regulator of the virulence-associated mechanisms by light in Xcc.Fil: Conforte, Valeria Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Otero, Lisandro Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Toum, Laila. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Sirigu, Serena. No especifíca;Fil: Antelo, Giuliano Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rinaldi, Jimena Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Foscaldi, Sabrina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Chavas, Leonard Michel Gabriel. No especifíca;Fil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Malamud, Florencia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de Luján; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

Structural basis for the Pr-Pfr long-range signaling mechanism of a full-length bacterial phytochrome at the atomic level

Phytochromes constitute a widespread photoreceptor family that typically interconverts between two photostates called Pr (red light-absorbing) and Pfr (far-red light-absorbing). The lack of full-length structures solved at the (near-)atomic level in both pure Pr and Pfr states leaves gaps in the structural mechanisms involved in the signal transmission pathways during the photoconversion. Here, we present the crystallographic structures of three versions from the plant pathogen Xanthomonas campestris virulence regulator XccBphP bacteriophytochrome, including two full-length proteins, in the Pr and Pfr states. The structures show a reorganization of the interaction networks within and around the chromophore-binding pocket, an α-helix/β-sheet tongue transition, and specific domain reorientations, along with interchanging kinks and breaks at the helical spine as a result of the photoswitching, which subsequently affect the quaternary assembly. These structural findings, combined with multidisciplinary studies, allow us to describe the signaling mechanism of a full-length bacterial phytochrome at the atomic level.Fil: Otero, Lisandro Horacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; ArgentinaFil: Foscaldi, Sabrina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Antelo, Giuliano Tomás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Rosano, German Leandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Rosario. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario. Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas. Instituto de Biología Molecular y Celular de Rosario; ArgentinaFil: Sirigu, Serena. Soleil Synchrotron; FranciaFil: Klinke, Sebastian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentina. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. European Molecular Biology Laboratory Hamburg; AlemaniaFil: Sánchez Lamas, Maximiliano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Battocchio, Giovanni. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Conforte, Valeria Paola. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Vojnov, Adrián Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein". Fundación Pablo Cassará. Instituto de Ciencia y Tecnología "Dr. César Milstein"; ArgentinaFil: Chavas, Leonard M.G.. Soleil Synchrotron; Francia. Nagoya University; JapónFil: Goldbaum, Fernando Alberto. Plataforma Argentina de Biología Estructural y Metabolómica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Mroginski, Maria Andrea. Technishe Universitat Berlin; AlemaniaFil: Rinaldi, Jimena Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Bonomi, Hernán Ruy. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; Argentin

The role of flavin metabolism in Brucella abortus virulence

Brucella spp. son las bacterias causantes de la brucelosis, la enfermedad zoonótica con más incidencia en el mundo. Brucella es un patógeno exitoso que probablemente infecta animales desde hace millones de años, y se encuentra extremadamente adaptado al estilo de vida intracelular. La virulencia de este patógeno reside en su capacidad de invadir al hospedador, resistir los mecanismos de defensa y, establecerse y replicar en el inhóspito nicho replicativo. El nicho replicativo se caracteriza por ser escaso en nutrientes, tener baja tensión de O2 y someter a Brucella al daño oxidativo. A pesar de que Brucella no posee factores de virulencia “clásicos” posee una batería de mecanismos fisiológicos y adaptaciones metabólicas que en definitiva son los que le permiten sortear las defensas de los hospedadores y adaptarse a la vida intracelular. En este trabajo de tesis, se ha caracterizado y estudiado una parte de la fisiología básica de Brucella, como lo es el metabolismo de las flavinas. Se ha hecho foco en los genes rib, en particular en ribH2 que codifica una enzima lumazina sintasa (LS) que cataliza el penúltimo paso la ruta biosintética de la riboflavina. Se describió la regulación de la expresión de ribH2 por el elemento regulatorio riboswitch FMN, y se identificaron posibles proteínas que interactúan con RibH2 en Brucella. También, se estableció una relación directa entre virulencia y el metabolismo de flavinas en Brucella, resaltando la importancia de RibH2 para la supervivencia, tráfico y persistencia de las bacterias durante la infección en los modelos in vitro e in vivo. El rol de las flavinas en la simbiosis de Rhizobium leguminosarum con plantas, también fue estudiado. Los resultados muestran que el papel que juegan las proteínas RibH2 en el establecimiento bacteriano con el hospedador eucariota no está restricto sólo a Brucella, sino que parece ser compartido por otros Rhizobiales. Los hallazgos de este trabajo de tesis pueden dar lugar a nuevos estudios que lleven al desarrollo de vacunas y drogas contra la brucelosis y mejoras en las cepas bacterianas de inoculantes para uso agronómico

Extensive Identification of Bacterial Riboflavin Transporters and Their Distribution across Bacterial Species.

Riboflavin, the precursor for the cofactors flavin mononucleotide (FMN) and flavin adenine dinucleotide, is an essential metabolite in all organisms. While the functions for de novo riboflavin biosynthesis and riboflavin import may coexist in bacteria, the extent of this co-occurrence is undetermined. The RibM, RibN, RfuABCD and the energy-coupling factor-RibU bacterial riboflavin transporters have been experimentally characterized. In addition, ImpX, RfnT and RibXY are proposed as riboflavin transporters based on positional clustering with riboflavin biosynthetic pathway (RBP) genes or conservation of the FMN riboswitch regulatory element. Here, we searched for the FMN riboswitch in bacterial genomes to identify genes encoding riboflavin transporters and assessed their distribution among bacteria. Two new putative riboflavin transporters were identified: RibZ in Clostridium and RibV in Mesoplasma florum. Trans-complementation of an Escherichia coli riboflavin auxotroph strain confirmed the riboflavin transport activity of RibZ from Clostridium difficile, RibXY from Chloroflexus aurantiacus, ImpX from Fusobacterium nucleatum and RfnT from Ochrobactrum anthropi. The analysis of the genomic distribution of all known bacterial riboflavin transporters revealed that most occur in species possessing the RBP and that some bacteria may even encode functional riboflavin transporters from two different families. Our results indicate that some species possess ancestral riboflavin transporters, while others possess transporters that appear to have evolved recently. Moreover, our data suggest that unidentified riboflavin transporters also exist. The present study doubles the number of experimentally characterized riboflavin transporters and suggests a specific, non-accessory role for these proteins in riboflavin-prototrophic bacteria