Estudios funcionales de las modificaciones post-traduccionales del factor de traducción eIF5A2 de Arabidopsis thaliana

Abstract

[ES] El factor de traducción eIF5A es una proteína cuyas funciones a día de hoy no están completamente definidas. Es la única proteína conocida que sufre el proceso de hipusinación, una modificación post-traduccional dependiente de espermidina y catalizada secuencialmente por las enzimas desoxihipusina sintasa y desoxihipusina hidroxilasa, necesaria para su actividad en el ribosoma. eIF5A está altamente conservada en el dominio Eukarya aunque también se encuentra en Archaebacteria. Sin embargo, la mayoría de los estudios funcionales se centran en humanos y levaduras, mientras que en plantas las investigaciones realizadas son muy escasas. Un aspecto importante para comprender las funciones biológicas de este factor es su localización subcelular. En estudios previos se ha descrito que eIF5A se encuentra tanto en el núcleo como en el citoplasma, apareciendo la forma hipusinada fundamentalmente en este último. También se han llevado a cabo ensayos en células animales, en los cuales se ha observado que la acetilación del residuo lisina 47 de la proteína eIF5A humana influye en su localización de modo antagonista a la hipusinación. Por otra parte, la serina 2 (S2), identificada únicamente en plantas y en algunos hongos, es susceptible de ser fosforilada. Esta modificación está regulada indirectamente por el sensor energético SnRK1 (del inglés Sucrose-non-fermenting- Related-Kinase 1) en A. thaliana, y se ha demostrado en maíz su regulación por la caseína quinasa 2 (CK2, del inglés Casein-Kinase 2). La S2 también influye en la localización subcelular de eIF5A en protoplastos de maíz, aunque los mecanismos moleculares subyacentes aún se desconocen. En este Trabajo de Final de Grado, mediante abordajes de mutagénesis dirigida y expresión transitoria en Nicotiana benthamiana, se pretende estudiar el efecto de la acetilación y la fosforilación en la localización subcelular de la proteína eIF5A2 de A. thaliana.

[EN] The biological functions of the translation factor eIF5A are not completely defined to date. It is the only known protein to undergo hypusination, a spermidine- dependent post-translational modification sequentially catalyzed by the enzymes deoxyhypusine synthase and deoxyhypusine hydroxylase, which is required for its activity in the ribosome. eIF5A is highly conserved in the Eukarya domain, although it is also found in Archaebacteria. Most functional studies have been done in humans and yeast, while very limited research has been done in plants. An essential aspect of this translation factor to better understand its biological functions is the subcellular localization. Previous studies have shown that eIF5A is found both in the nucleus and in the cytoplasm, appearing the hypusinated form mainly in the latter. In human cells, acetylation of the lysine 47 residue has also been found to influence its localization in an antagonistic way to hypusination. On the other hand, serine 2, only identified in plants and some fungi, is susceptible of being phosphorylated. This modification is indirectly regulated by the energy-sensing protein SnRK1 (Sucrose-non-fermenting-Related-Kinase 1) in A. thaliana, and its regulation by CK2 (Casein-Kinase 2) has been described in maize. S2 also plays a role in the subcellular localization of eIF5A in maize protoplasts, although the underlying molecular mechanisms are still unknown. The aim of this dissertation is to study the influence of acetylation and phosphorylation on the subcellular localization of the A. thaliana eIF5A2 protein, by means of site directed mutagenesis and transient expression in Nicotiana benthamiana.