Análisis molecular y funcional del gen chbR presente en el operón chb implicado en el metabolismo de la N,N -diacetilquitobiosa en Lactobacillus casei

Abstract

[ES] La leche humana es un fluido biológico complejo que contiene glicanos bien como oligosacáridos libres (OLH) o bien formando parte de glicoproteínas y glicolípidos. Todos ellos atraviesan el tracto gastrointestinal y llegan intactos al colon, donde son utilizados por bacterias beneficiosas para la salud del bebé. Entre estas bacterias, es de especial relevancia el género Lactobacillus, que se encuentra comúnmente en el tracto gastrointestinal de los lactantes e incluye varias cepas con propiedades probióticas. La N,N’-diacetilquitobiosa (ChbNAc) es un disacárido que forma parte del núcleo de la Nglicosilación de las glicoproteínas presentes en la leche humana y en la mucosa intestinal. Ha sido demostrado con anterioridad que la ChbNAc es utilizada como fuente de carbono por Lactobacillus casei cepa BL23 y que el operón chb está implicado en su metabolismo. Los genes chbRCDE codifican para un hipotético regulador transcripcional, un dominio IIC del sistema de transporte de la fosfotransferasa dependiente de fosfoenolpiruvato (PTS) y dos proteínas hipotéticas D y E, respectivamente, mientras que el cluster de genes chbBAF codifica para los dominios IIB y IIA del PTS, y para una hipotética N-acetiltransferasa. En este trabajo se ha construido un vector para inactivar el gen chbR y se ha obtenido una cepa mutante de L. casei BL23 deficiente en este gen. Se ha observado que este mutante es capaz de utilizar tanto la ChbNAc como el trisacárido N,N’,N’’-diacetilquitotriosa como fuentes de carbono en el medio de cultivo, sugiriendo que el regulador ChbR es un represor transcripcional.

[EN] Human milk is a complex biological fluid that contains glycans such as free human milk oligosaccharides (HMO) or forming part of glycoproteins and glycolipids. All of them transit through the gastrointestinal tract and arrive intact to the colon where they are used by beneficial bacteria in order to improve babys’ health. Among these bacteria, especial relevance is according to Lactobacillus genus, which is commonly found at the gastrointestinal tract of infants and includes various strains with probiotic properties. The N,N'-diacetylchitobiose (ChbNAc) is a disaccharide forming part of the N-glycosylation core of the glycoproteins present in human milk and intestinal mucosae. It has been previously shown that the ChbNAc is used as a carbon source by Lactobacillus casei BL23 strain and that the chb operon is involved in its metabolism. The chbRCDE genes encode a hypothetical transcriptional regulator, a IIC domain of the phosphotransferase system (PTS) and two hypothetical proteins, D and E, respectively, whereas the chbBAF gene cluster encodes IIB and IIA PTS domains, and a hypothetical N-acetyltransferase. In this work, a vector has been constructed to inactivate the chbR gene and a mutant strain of L. casei BL23 deficient in this gene has been obtained. It has been observed that this mutant is able to use both ChbNAc and the trisaccharide N,N’,N’’-diacetylchitotriose as carbon sources in the culture medium, suggesting that the chbR regulator is a transcriptional repressor.