Identificación y caracterización de efectores de la vía de las proteínas G heterotriméricas mediada por Pga1 en Penicillium chrysogenum

Abstract

Las vías de señalización controlan todos los procesos intracelulares que ocurren en los organismos. La vía de las proteínas G heterotriméricas es una estas vías, y ha sido ampliamente estudiada en varios hongos filamentosos, incluyendo Penicillium chrysogenum. Se ha demostrado que estas proteínas regulan procesos como la respuesta a estrés oxidativo y osmótico, germinación, crecimiento vegetativo, conidiación y producción de metabolitos secundarios. En un estudio proteómico previo de esta vía de transducción de señales en P. chrysogenum se identificaron efectores implicados en el metabolismo primario, plegamiento de proteínas, respuesta a estrés y morfogénesis; estos efectores variaron su abundancia como consecuencia de la actividad de la subunidad G αI Pga1 de las proteínas G heterotriméricas. Partiendo de este antecedente, en el presente trabajo se ha realizado un análisis fosfoproteómico (mediante la técnica "shotgun phosphoproteomics", con el fin de identificar posibles efectores directos e indirectos regulados por la subunidad GαI Pga1 mediante fosforilación), orientado de manera primordial a la caracterización del proceso de conidiación del hongo. A partir de la cepa P. chrysogenum Wisconsin 54-1255 (Wis54-1255) y dos cepas mutantes (44_Pga1Q204L y Δpga1), se identificaron 1165 proteínas fosforiladas, las cuales, fueron sometidas a un análisis por homología y arquitectura de secuencias usando una base de datos curada a partir de proteínas implicadas en la conidiación en A. nidulans. Un total de 87 proteínas resultaron implicadas directamente en la conidiación y desarrollo de conidióforos, entre ellas se incluyen sensores de membrana, adaptadores, transportadores, factores de transcripción y cinasas. Las 87 fosfoproteínas están implicadas en vías de señalización bien conservadas en hongos filamentosos. Aunque la vía de las proteínas G heterotriméricas está activa durante la conidiación, se identificaron otras vías reguladas por fosforilación que impactan en la septación, integridad de la pared celular, respuesta a estrés oxidativo y osmótico, y regulación del desarrollo asexual, todas reguladas por "crosstalk", es decir, compartiendo componentes entre ellas de tal forma que la actividad de cada una se ve influida por la de otras. Este estudio fosfoproteómico permitió identificar varios efectores indirectos de Pga1 implicados en la conidiación y desarrollo de conidióforos y, además, logró identificar cuatro posibles efectores directos de Pga1 (Pc21g07090/PkcA, Pc21g05940/RasA, Pc16g04070/SCP160 y Pc21g17500/SteC) regulados por fosforilación y con posibles interacciones a nivel de membrana.