UNIVERSIDAD DE MURCIA FACULTAD DE BIOLOGÍA Estudio de la Lisina-Épsilon-Oxidasa LodA Sintetizada por Marinomonas mediterranea. Papel de la Flavoproteína LodB en la Generación del Cofactor Quinónico de LodA mediante Modificación Post-Traduccional. Dª. Mª Dolores Chacón Verdú 2015 Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) El trabajo realizado en la presente memoria ha dado lugar a las siguientes publicaciones: Chacón-Verdú, M. D.; Gómez, D.; Solano, F.; Lucas-Elío, P. and Sánchez-Amat, A. (2014). LodB is required for the recombinant synthesis of the quinoprotein L-lysine- epsilon-oxidase from Marinomonas mediterranea. Appl. Microbiol. Biotechnol. 98(7):2981-2989. doi: 10.1007/s00253-013-5168-3. Chacón-Verdú, M. D.; Campillo-Brocal, J. C.; Lucas-Elío, P.; Davidson, V. L. and Sánchez-Amat, A. (2015). Characterization of recombinant biosynthetic precursors of the cysteine tryptophylquinone cofactors of L-lysine-epsilon-oxidase and glycine oxidase from Marinomonas mediterranea. BBA-Proteins and Proteomics. pii: S1570- 9639(14):00334-3. doi: 10.1016/j.bbapap.2014.12.018. Campillo-Brocal, J. C; Chacón-Verdú, M. D.; Lucas-Elío, P. and Sánchez-Amat, A. (2015). Distribution in microbial genomes of genes similar to lodA and goxA which encode a novel family of quinoproteins with amino acid oxidase activity. BMC Genomics 16(231). doi:10.1186/s12864-015-1455-y. Además ha sido expuesto en los siguientes Congresos Nacionales e Internacionales: . Gordon Research Conference on Protein Cofactors, Radicals & Quinones (2012) Mount Holyoke College, South Hadley, MA (EEUU). OxiZymes 2012. Marsella (Francia). VII Congreso de la Federación Española de Biotecnólogos (BAC2013). Sevilla (España). XIV International Symposium and VII European Conference on Marine Natural Products (MaNaPro) (2013). La Toja (España). I Congreso Internacional Campus Mare Nostrum de Jóvenes Investigadores en el Mediterráneo (2013). Murcia (España). III Jornadas de inicio a la investigación de estudiantes de la Facultad de Biología (2013). Murcia (España). OxiZymes 2014. Viena (Austria). The Fourth International Conference on Cofactors (ICC-04) (2014). Parma (Italia). AGRADECIMIENTOS AGRADECIMIENTOS Con estas palabras quiero dar las gracias a todas aquellas personas que de algún modo han participado en este proyecto. Un agradecimiento especial quiero dedicarle a mi director de tesis Dr. Antonio Sánchez Amat que sin conocerme depositó su confianza en mí y me dio la oportunidad de entrar en el mundo de la investigación. Muchísimas gracias de corazón. A la Dra. Patricia Elío Lucas, que me cedió los mutantes de LodA y que siempre estuvo dispuesta a ayudarme en lo que necesitara. A los Drs. Antonio Romero y Fco. Javier Medrano del CIB-CSIC (Madrid) por su colaboración en la obtención de la estructura recombinante de LodA. Y a este último, gracias por cederme el plásmido pETMBP28. Al Dr. Alejandro Torrecillas del Servicio de Biología Molecular del SAI de la Universidad de Murcia, por su valioso aporte en esta memoria en las diferentes técnicas de espectrometría de masas. A mis compañeros de departamento, Jonatan y Carmen, vuestra presencia, conversaciones y compañía han hecho el pasillo y el laboratorio más agradable todos estos años. Gracias también a Rafa, Sandra y Aída con los que en algún momento de este camino compartí laboratorio. A mis “amig@s de la universidad”, Ángel, Chules, Juan, Mar, Tere, Pepe… Gracias por las horas compartidas dentro y fuera de la facultad, porque este camino ha sido más llevadero a vuestro lado. Mucho ánimo a los que os queda ya poco para completar también este viaje. A aquellas personas que también llevo muy dentro en el corazón, y que siempre han tenido para mí una palabra de ánimo durante este tiempo, en especial a Rosario y Consue. La vida sólo tiene sentido cuando se comparte con personas maravillosas y os aseguro que para mí vosotr@s lo sois. A mis padres los cuales se merecen una mención más que especial, porque muchos de los logros de mi vida los he podido realizar gracias a ellos, sobretodo este. Os dedico este trabajo porque es el resultado del valor de la perseverancia que me habéis inculcado cada momento de mi vida. Gracias porque yo soy el fruto del enorme esfuerzo que habéis hecho a lo largo de vuestra vida. A mi hermana Cristina, porque tu llegada a mi mundo supuso sentar las bases de la responsabilidad en mi vida para intentar ser un buen ejemplo para ti, no se si lo he logrado pero como consecuencia de ello he llegado hasta aquí, por eso este trabajo es también parte de ti. Al resto de mi familia, y en especial a mis abuelos. Probablemente no entenderéis nada de lo que pone aquí, pero se que estáis orgullosos de vuestra nieta mayor, y con eso me sobra, por eso este éxito también es vuestro. A Cayetano, porque has sobrepasado todas las expectativas que deposité en tu persona, porque sin necesidad de pedirte nada, lo das todo; porque espero que sigas apoyándome incondicionalmente aunque no estés de acuerdo con mis decisiones, porque una parte de este triunfo también te pertenece. Y a aquellas personas que tal vez lean estas líneas y se sientan injustamente olvidadas, les pido de corazón que me perdonen, ya que es inevitable dejarse a alguien en el tintero. Por último, y en un alarde de narcisismo intencionado, me dedico esta tesis a mi misma porque después de todos estos años he conseguido culminar mi sueño. A mis padres y a mi hermana, Para ti, Caye, “Los sueños parecen al principio imposibles, luego improbables, y luego, cuando nos comprometemos, se vuelven inevitables” Mahatma Gandhi ABREVIATURAS AADH: amina aromática HPLC: cromatografía líquida de alta deshidrogenasa resolución AMP: adenosin monofosfato IPTG: isopropil-beta-D- Amp: ampicilina tiogalactopiranósido AP: presión atmosférica IS: secuencia de inserción ATCC: Colección Americana de Cultivos JGI: Joint Genome Institute (USA) Tipo Kb: kilobases de DNA o 1000 pb BLAST: Basic Local Alignment Search kDa: kilodalton Tool Km: kanamicina BSA: albúmina de suero bovino LAO: L-aminoácido oxidasa CECT: Colección Española de Cultivos LOD: actividad lisina oxidasa Tipo LodA: lisina-épsilon-oxidasa CIB: Centro de Investigaciones LTQ: lisina tirosilquinona Biológicas m/v: relación masa/volumen Cm: cloranfenicol m/z: relación masa/carga COG: Clusters of Orthologous Groups MADH: metilamina deshidrogenasa CSIC: Consejo Superior de MALDI: ionización por desorción láser Investigaciones Científicas asistida por una matriz CTQ: cisteína triptofilquinona mau: operón de utilización de DAO: D-aminoácido oxidasa metilamina DBM: motivo de unión a dinucleótidos MBP: proteína de unión a maltosa DMSO: dimetil sulfóxido MCO: multicobreoxidasa DNA: ácido desoxirribonucleico MCS: sitio de clonación múltiple DO: dopa oxidasa ML: Máxima verosimilitud (Maximum DO600: densidad óptica medida a 600 likelihood) nm MLodA: LodA multimérica DOE: Department of Energy (USA) MM: masa molecular Dopa: 3,4-dihidroxifenilalanina mob: región de movilización por DTT: ditiotreitol conjugación del plásmido RP4. EC: Comisión de Enzimas MP: Máxima parsimonia (Maximum EDTA: etilen diamino tetracetato (sal parsimony) disódica) MS/MS: espectrometría de masas en ESI: ionización por electrospray tándem FAD: flavín dinucleótido MS: espectrometría de masas FMN: flavín mononucleótido NADH: nicotinamida adenina Gm: gentamicina dinucleótido GoxA: glicina oxidasa NBT: azul de nitrotetrazolio Ha: hemaglutinina iii Ni-NTA agarosa: agarosa con níquel reb: genes que codifican los cuerpos R unido a nitrilotriacetato Rif: rifampicina NJ: Vecino más cercano (Neighbor- ROS: especies reactivas de oxígeno joining) rpm: revoluciones por minuto ori: origen de replicación SAM: S-adenosil metionina P: promotor SDS: dodecil sulfato sódico PAGE: electroforesis en gel de TEMED: N,N,N’,N’- poliacrilamida tetrametiletilendiamina pb: pares de bases en una secuencia de TFA: ácido trifluoroacético DNA. TH: actividad tirosina hidroxilasa PCR: reacción en cadena de la tnp: gen que codifica una transposasa polimerasa TOF: analizador de tiempo de vuelo PDB: Protein Data Base TPQ: topaquinona pH: concentración de protones Tris: Tris(hidroximetil)aminometano PHB: poli-β-hidroxibutirato TTQ: triptófano triptofilquinona Poli-His: etiqueta de poli-histidinas URF: unidades relativas de ppm: partes por millón fluorescencia PPO: actividad polifenol oxidasa UV: ultravioleta Ppo: enzima polifenol oxidasa V: voltio PQQ: pirroloquinolin quinona Δ: deleción (en la descripción de QHNDH: quinohemoproteína genotipos) deshidrogenasa iv ÍNDICES ÍNDICE DE CONTENIDOS ÍNDICES .................................................................................................................... V I. INTRODUCCIÓN ..................................................................................................... 1 I.1. CARACTERÍSTICAS GENERALES DE Marinomonas mediterranea. ........................... 3 I.1.1. El género Marinomonas. ............................................................................. 3 I.1.2. La bacteria marina M. mediterranea. .......................................................... 4 I.1.2.1. Características generales. ............................................................. 4 I.1.3. Polifenol oxidasas en M. mediterranea. ...................................................... 6 I.1.4. L-aminoácido oxidasas (LAOs). .................................................................... 8 I.1.4.1. LodA, L-lisina-épsilon-oxidasa de M. mediterranea. .................. 11 I.1.4.2. GoxA, glicina oxidasa de M. mediterranea. ...............................