Propiedades regulatorias y estructurales que diferencian las dismutasas de superóxido Cu, Zn asociadas a cromosomas y a fagos de Escherichia coli O157:H7

ANTECEDENTES: Las cepas altamente virulentas de Escherichia coli O157:H7 enterohemorrágicas poseen tres genes sodC que codifican dismutasas de superóxido Cu, Zn periplásmicas: sodC, que es idéntico al gen presente en cepas no patógenas de E. coli, y sodC-F1 y sodC-F2, dos genes casi idénticos ubicados dentro de secuencias de profagos lambda. La relevancia de esta aparente redundancia de sodC en E. coli O157:H7 aún no se ha investigado. RESULTADOS: Informamos que las cepas eliminadas de uno o más genes sodC son menos resistentes que la cepa tipo salvaje a un desafío con peróxido de hidrógeno, confirmando así su participación en el aparato antioxidante bacteriano. Para entender si los diferentes genes sodC tienen verdaderamente funciones superpuestas, hemos llevado a cabo una comparación de las propiedades funcionales, estructurales y regulatorias de las diversas enzimas SodC de E. coli O157:H7. Hemos encontrado que los genes sodC cromosomales y profágicos están regulados diferencialmente in vitro. sodC se expresa exclusivamente en cultivos aeróbicos cultivados hasta la fase estacionaria. En contraste, sodC-F1 y sodC-F2 se expresan también en la fase logarítmica y en cultivos anaeróbicos. Además, la abundancia de SodC-F1/SodC-F2 aumenta respecto a la de SodC en bacterias recuperadas de células Caco-2 infectadas, sugiriendo una mayor expresión/estabilidad de SodC-F1/SodC-F2 en entornos intracelulares. Esta observación se correlaciona con las propiedades de las proteínas. De hecho, las enzimas monoméricas SodC y diméricas SodC-F1/SodC-F2 se caracterizan por diferencias marcadas en actividad catalítica, afinidad por metales, resistencia a proteasas y estabilidad. CONCLUSIÓN: Nuestros datos muestran que los genes sodC cromosomales y asociados a bacteriófagos de E. coli O157:H7 tienen diferentes propiedades regulatorias y codifican proteínas con características estructurales/funcionales distintas, sugiriendo que probablemente juegan roles diferentes en la protección bacteriana contra especies reactivas de oxígeno. En particular, las dismutasas diméricas SodC-F1 y SodC-F2 poseen propiedades fisicoquímicas que hacen que estas enzimas sean más adecuadas que SodC para resistir las duras condiciones ambientales que enfrentan las bacterias dentro del hospedador infectado.