Caracterización molecular y bioquímica de la enzima Cisteína Sintasa en la bacteria Pseudomonas aeruginosa mediante análisis in silico, como posible blanco terapéutico en este patógeno

Abstract

Pseudomonas aeruginosa, es una bacteria que causa infecciones asociadas a la atención en salud y representa un problema de salud pública, por su capacidad de generar resistencia a los medicamentos usados en el tratamiento convencional, es por esto que se requiere del estudio de nuevos blancos terapéuticos para el desarrollo de nuevas terapias. En este sentido, la enzima Cisteína Sintasa (CS) reviste gran interés debido a que no se encuentra en el humano, cumple un papel importante en la supervivencia de algunos microorganismos frente al estrés oxidativo y ha sido asociada a fenotipos de resistencia a medicamentos. En el presente proyecto, se caracterizó in silico la enzima CS en P. aeruginosa; usando herramientas bioinformáticas se identificaron 3 posibles isoformas de la enzima, de las cuales sólo dos (CysA y CysB) presentaron todos los dominios característicos de la familia de proteínas CS; los modelos tridimensionales de las 3 isoformas predichos mediante I-TASSER mostraron una alta calidad y confiabilidad para poder ser usados en estudios posteriores. Por otro lado, los análisis filogenéticos y de comparación de secuencias aminoacídicas permitieron establecer que las enzimas CS en esta bacteria difieren significativamente con la enzima ortóloga más cercana en el humano la Cistationina Beta Sintasa (CBS). Los resultados obtenidos en este estudio servirán de base para la validación funcional de CS como posible blanco terapéutico en P. aeruginosa y la búsqueda de inhibidores específicos contra esta enzima que permitan desarrollar una terapia alternativa y selectiva contra las infecciones producidas por esa bacteria.

Pseudomonas aeruginosa, is a bacterium that causes infections associated with health care and represents a public health problem, due to its ability to generate resistance to drugs used in conventional treatment, which is why it is necessary to study new therapeutic targets for the development of new therapies. In this sense, the enzyme Cysteine Synthase (CS) is of great interest because it is not found in humans, it plays an important role in the survival of some microorganisms against oxidative stress and has been associated with phenotypes of drug resistance. In the present project, the CS enzyme in P. aeruginosa was characterized in silica; Using bioinformatic tools, 3 possible isoforms of the enzyme were identified, of which only two (CysA and CysB), all the characteristic domains of the CS protein family; The three-dimensional models of the 3 isoforms predicted using I-TASSER protocols have a high quality and reliability to be used in subsequent studies. On the other hand, phylogenetic analysis and comparison of amino acid sequences allowed to establish the CS enzymes in this bacterium differ significantly with the closest orthologous enzyme in human cystathionine beta synthase (CBS). The results obtained in this study will serve as a basis for the functional validation of CS as a possible therapeutic target in P. aeruginosa and the search for specific inhibitors against this enzyme that develops an alternative and selective therapy against infections caused by this bacterium.