Un posible papel bioenergético para el complejo Mrp, un inusual antiportador catión/protón
El grupo Cianobacterias-UAM ha publicado un artículo en la revista Journal of Plant Physiology titulado “mrpA (all1838), a gene involved in alkali and Na+ sensitivity may also have a role in energy metabolism in the cyanobacterium Anabaena sp. Strain PCC 7120” DOI 10.1016/j.jplph.2009.03.007.El complejo Mrp es un antiportador catión/protón inusual ya que a diferencia de la mayoría de estos antiportadores que suelen ser el producto de un único gen, este complejo de membrana viene codificado por un operón, mrp, de 7 genes (mrpA-G). Fue inicialmente descrito en Bacillus subtilis y denominado mrp por “multiple resistance and pH adaptation”, siendo su principal función la tolerancia al ión Na+, particularmente a elevados pHs.
El grupo Cianobacterias-UAM fue el primero en describir un mutante en este operón en una bacteria fotosintética, la cianobacteria Anabaena sp. PCC 7120 (Microbiology, 2005, 151: 1671-1682); se descubrió que este operón no sólo estaba implicado en la homeostasis del ión Na+ sobre todo a pHs básicos, sino que estaba implicado en el proceso fotosintético, incluso a pH neutro (pH en el cual este complejo no parece tener ningún papel en las pocas bacterias heterotróficas donde se ha estudiado) y en la aclimatación a limitación de carbono inorgánico. Curiosamente, similar a lo descrito en algunas bacterias heterotróficas, las secuencias de las subunidades MrpA, B y D del posible complejo Mrp cianobacteriano mostraban una alta similitud con las subunidades hidrofóbicas 2, 4, 5 y 6 del complejo respiratorio NADH-deshidrogenasa (complejo I o NADH-1); de hecho, se especula que la parte hidrofóbica del complejo respiratorio puede haber evolucionado a partir de un antiportador catión/protón ancestral que bien podría ser el complejo Mrp, por lo que debería haber algún tipo de conexión entre ambos complejos.
En el segundo artículo recientemente publicado, el grupo Cianobacterias-UAM presenta resultados que sugieren que el complejo Mrp puede tener un papel bioenergético en la cianobacteria que hasta cierto punto sería independiente de su papel como antiportador Na+/H+ ya que se ha observado un papel en la respiración a pHs neutros; además, a pHs básicos se han encontrado en el mutante niveles bajos de ATP, ferredoxina y ferredoxina-NADP+ oxidorreductasa (FNR); la ferredoxina y FNR están directamente implicadas en la producción de NADPH en cianobacterias.
Dado que hasta el momento no se ha encontrado la subunidad catalítica del complejo NAD(P)H-1 en cianobacterias y que desde hace tiempo se postula que la FNR podría tener dicha función deshidrogenasa en cianobacterias y el cloroplasto, el posible papel bioenergético propuesto para el complejo Mrp y su relación con el complejo NAD(P)H-1 y la FNR en cianobacterias apoyaría dicha hipótesis. Recientemente, el complejo Mrp ha sido localizado en las membranas plasmáticas de dos especies de Bacillus, la localización del complejo Mrp en las membranas cianobacterianas (la tilacoidal, la plasmática o en ambas) arrojaría luz para comprender la posible conexión física/funcional de este complejo con el complejo NADH-1 y la FNR.
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