Unravelling the physiological origin of oxidized nitrogen species in plants

Desde su descubrimiento como molécula activa en los sistemas biológicos 25 años atrás, el estudio del óxido nítrico (NO) ha sido de gran interés en el campo biomédico. A lo largo de la pasada década también ha ido ganando una considerable relevancia en el campo de la biología vegetal, pero aún existen numerosos huecos inexplorados sobre su fisiología que deben ser considerados. Hoy día, la relevancia del NO como segundo mensajero en una gran variedad de funciones fisiológicas es indiscutible. Sin embargo, su naturaleza dual por un lado como molecula señalizadora esencial, y por otro como responsable de varias modificaciones post-traduccionales en proteínas, lípidos y ácidos nucleicos que conducen en última instancia al daño celular, aún es poco conocida. El óxido nítrico tiene la capacidad de reaccionar con el radical superóxido (O2-), generando peroxinitrito (ONOO-). Este anión es un potente oxidante capaz de nitrar péptidos y proteínas en el grupo fenilo de los residuos de tirosina, fenómeno que se conoce comúnmente como nitración de tirosinas. Alternativamente, se ha propuesto otra vía por la cual el NO puede expresar su citotoxicidad. La implicación de ciertas peroxidasas y otras hemoproteínas en la catálisis de la nitración de tirosinas ha sido descrita en numerosas publicaciones. Esto constató una vez más la importancia del Fe y del grupo hemo en los procesos de degeneración celular. La modificación reversible de proteínas mediante la adición de un grupo nitro (-NO2) puede desembocar en la modificación de la conformación y la estructura y en última instancia provocar su inactivación. En plantas, la consideración de proteínas nitradas como marcadores de estrés nitrativo es una cuestión relativamente novedosa, mientras que en animales está ampliamente aceptado desde hace años. El estudio de RNS in vivo, sin embargo, es particularmente difícil de llevar a cabo tanto en sistemas animales como vegetales debido a su corta vida media y las bajas concentraciones a las que son producidas in vivo. Por tanto, son necesarias nuevas aproximaciones para la detección y modulación de ONOO-. Con este objetivo, se desarrolló un bioensayo para la detección de ONOO- usando una proteína vegetal recombinante, la Fe-superóxido dismutasa de cowpea (rVuFeSOD) que había sido previamente aislada del citosol del nódulo, como molécula diana para la nitración de tirosinas. Con el propósito de generar nitración, se testaron dos métodos. En primer lugar se usó un compuesto artificial denominado SIN-1, que libera de manera simultánea NO y O2- en condiciones fisiológicas. Por otro lado, como modelo de nitración alternativo se utilizó peróxido de hidrógeno (H2O2), nitrito (NO2-) y Fe catalítico. Los dos modelos resultaron efectivos a la hora de provocar nitración de tirosinas, la cual fue detectada bien immunoquímicamente utilizando un anticuerpo anti-3-nitrotirosina, o bien de manera indirecta mediante la estimación de la pérdida de la actividad enzimática en la rVuFeSOD.

Bibliographic Details

Main Author:	Urarte Rodríguez, Estibaliz
Other Authors:	Morán, José F.
Format:	tesis doctoral biblioteca
Language:	English
Published:	Universidad Pública de Navarra 2012
Online Access:	http://hdl.handle.net/10261/72580
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