Relación estructura-función de enzimas del metabolismo de ácidos orgánicos

Investigadores: Dr. Carlos S. Andreo, Dra. María Fabiana Drincovich, Dra. Mariel C. Gerrard Wheeler, Dr. Marcos A. Tronconi, Dra. Mariana Saigo, Dra. Clarisa E. Alvarez

Becarios: Dra. Cintia L. Arias, Dra. Mariana B. Badia, Lic. Juan Pablo Zubimendi

Los ácidos orgánicos tienen numerosas y diversas funciones indispensables para el desarrollo y la supervivencia de las plantas. Particularmente, Arabidopsis thaliana es una especie con metabolismo C3 hiper-acumuladora de ácidos de cuatro carbonos, tales como malato y fumarato, constituyendo ambos importante moléculas de almacenamiento y transporte del carbono y energía. Nuestro objetivo es el estudio de las enzimas implicadas en el metabolismo de estos ácidos C4, tales como la enzima málica la cual cataliza la descarboxilación oxidativa de malato y la enzima fumarasa, la cual lo mantiene en equilibrio con el fumarato. Las distintas isoformas son caracterizadas a nivel de expresión tisular y a lo largo del desarrollo de la planta y a nivel del estudio del mecanismo de catálisis, parámetros cinéticos y regulación por efectores metabólicos. El uso de plantas mutantes y transgénicas nos permite dilucidar la relación de estas enzimas con procesos tales como nutrición vegetal, respuesta a estrés hídrico y tolerancia a aluminio. A través de diversos ensayos estructurales se estudian residuos y segmentos implicados en las propiedades bioquímicas, sitios alostéricos y modificaciones covalentes que permitan cambios en la actividad de las enzimas.

Publicaciones destacadas:

Badia M. B., Arias C. L., Tronconi M. A., Maurino V. G., Andreo C. S., Drincovich M. F., Gerrard Wheeler M. C. (2015) Enhanced cytosolic NADP-ME2 activity in A. thaliana affects plant development, stress tolerance and specific diurnal and nocturnal cellular processes. Plant Sci., 240: 193-203.

Tronconi M. A., Gerrard Wheeler M. C., Martinatto A., Zubimendi J. P., Andreo C. S., Drincovich, M. F. (2015) Allosteric substrate inhibition of Arabidopsis NAD-dependent malic enzyme 1 is released by fumarate. Phytochemistry, 111: 37-47.

Arias C. L., Andreo C. S., Drincovich M. F., Gerrard Wheeler M. C. (2013) Fumarate and cytosolic pH as modulators of the synthesis or consumption of C4 organic acids through NADP-malic enzyme in Arabidopsis thaliana. Plant Mol. Biol., 81, 297-307.

Tronconi M. A., Maurino V. G., Andreo C. S., Drincovich M. F. (2010) Three different and tissue-specific NAD-malic enzyme generated by alternative subunit association in Arabidopsis thaliana. J. Biol. Chem., 285: 11870-11879.

Fahnenstich H., Saigo M., Niessen M., Zanor M. I., Andreo C. S., Fernie A. R., Drincovich M. F., Flügge U. I., Maurino V. G. (2007) Alteration of organic acid metabolism in Arabidopsis overexpressing the maize C4 NADP-malic enzyme causes accelerated senescence during extended darkness. Plant Physiol., 145: 640-652.