Pho regulon
El regulón de fosfato ( Pho ) es un mecanismo regulador bacteriano utilizado para la conservación y gestión del fosfato inorgánico dentro de la célula . Se descubrió por primera vez en Escherichia coli como un sistema operativo para la cepa bacteriana y luego se identificó en otras especies. [1] El sistema Pho está compuesto por varios componentes que incluyen enzimas extracelulares y transportadores que son capaces de asimilar fosfato además de extraer fosfato inorgánico de fuentes orgánicas. [2]Este es un proceso esencial, ya que el fosfato juega un papel importante en las membranas celulares, la expresión genética y el metabolismo dentro de la célula. En condiciones de baja disponibilidad de nutrientes, el regulón Pho ayuda a la célula a sobrevivir y prosperar a pesar del agotamiento del fosfato en el medio ambiente. Cuando esto ocurre, los genes inducibles por inanición de fosfato ( psi ) activan otras proteínas que ayudan en el transporte de fosfato inorgánico. [3]
El regulón Pho está controlado por un sistema regulador de dos componentes compuesto por una proteína sensor de histidina quinasa (PhoR) dentro de la membrana interna y un regulador de respuesta transcripcional (PhoB / PhoR) en el lado citoplásmico de la membrana. [2] Estas proteínas se unen a promotores corriente arriba en el regulón del pho para inducir un cambio general en la transcripción de genes . Esto ocurre cuando la célula detecta concentraciones bajas de fosfato dentro de su entorno interno, lo que hace que el regulador de respuesta se fosforile, lo que induce una disminución general de la transcripción génica. Este mecanismo es omnipresente en gram- positivos, gram-negativos, cianobacterias , levaduras.y arqueas . [3]
Se requiere el agotamiento del fosfato inorgánico dentro de la célula para la activación del regulón Pho en la mayoría de los procariotas . En la bacteria más comúnmente estudiada, E. coli, se utilizan siete proteínas totales para detectar niveles intracelulares de fosfato inorgánico junto con la transfusión apropiada de esa señal. [2] De las siete proteínas, una es una proteína de unión a metales (PhoU) y cuatro son transportadores específicos de fosfato (Pst S, Pst C, Pst A y Pst B). El regulador de respuesta transcripcional PhoR activa PhoB cuando detecta niveles bajos de fosfato inorgánico intracelular. [2]
Aunque el fosfato inorgánico se usa principalmente en el sistema de regulón de Pho, hay varias especies de bacterias que pueden utilizar diferentes formas de fosfato. Un ejemplo se ve en E. coli que puede usar fosfato orgánico e inorgánico, así como fosfatos naturales o sintéticos (Phn). [3] Varias enzimas descomponen los compuestos de los fosfatos alternativos, lo que permite al organismo utilizar el fosfato a través de la vía de la CP liasa . [3] Otras especies de bacterias como Pseudomonas aeruginosa y Salmonella typhimurium utilizan una vía diferente llamada vía de la fosfonatasa, mientras que la bacteria Enterobacter aerogenespuede utilizar cualquiera de las vías para romper el enlace CP que se encuentra en los fosfatos alternativos. [3]
Aunque el sistema Pho regulon se ha estudiado más ampliamente en Escherichia coli , se encuentra en otras especies bacterianas como Pseudomonas fluorescens y Bacillus subtilis . En Pseudomonas fluorescens , el regulador de respuesta transcripcional (PhoB / PhoR) conserva la misma función que desempeña en E. coli . [4] Bacillus subtilis también comparte algunas similitudes cuando se encuentra con concentraciones bajas de fosfato intracelular. En condiciones de escasez de fosfato, B. subtilis une su regulador de transcripción, PhoP y la histidina quinasa, PhoR, al gen Pho-regulon, que induce la producción de ácido teicurónico. [5]Además, estudios recientes han sugerido el papel fundamental que desempeña el ácido techoico en la pared celular de B. subtilis, al actuar como depósito de fosfato y almacenar la cantidad necesaria de fosfato inorgánico en condiciones de escasez de fosfato. [6]
