Acúmulo de polifosfato e o papel do gene phoU em Pseudomonas aeruginosa

Resumo

Fósforo é um componente vital para todos os seres vivos, mas de baixa disponibilidade na natureza, onde se encontra principalmente na forma de ortofosfato (Pi). Bactérias carregam diversos genes relacionados à captação e assimilação de Pi. Em Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e outras proteobactérias, há pelo menos dois sistemas de transporte de Pi. O principal sistema de captação de Pi, Pst, possui alta afinidade por seu substrato. Pst é codificado por um operon de mesmo nome, que contém cinco genes. Os quatro primeiro genes codificam para as proteínas envolvidas no transporte de Pi, sendo que o último gene do operon, phoU, codifica à uma proteína cuja exata função é desconhecida. Estudos com mutantes phoU mostraram que este gene está relacionado à repressão do regulon PHO, ao acúmulo de polifosfato e à resistência intrínseca a antibióticos e estresses. Polifosfato (PPi) é um polímero formado por dezenas ou centenas de moléculas de Pi conectadas através de ligações químicas de alta-energia. PPi está presente em todos os seres vivos e tem diversas funções, tais como, armazenamento de fosfato (energia), resistência a estresses ambientais e quelação de metais pesados. Neste projeto estudaremos alguns aspectos da expressão e controle do operon pst de P. aeruginosa, particularmente, o padrão de transcrição do operon, a função celular de phoU e sua relação com a regulação de PHO, o acúmulo de PPi e a resistência a estresses e antibióticos. Uma segunda proposta deste projeto é a de aprimorar por métodos de engenharia genética e por evolução-dirigida a captação de Pi e acúmulo de PPi em P. aeruginosa. Esta parte do projeto tem uma face aplicada, pois visa encontrar uma solução ao problema da eutrofização e também promover a reciclagem de fósforo como alternativa à extração deste elemento de rochas fosfáticas. (AU)