Estudio de genómica comparativa de genes bacterianos relacionados con la ruta catabólica inferior del naftaleno: metabolismo del salicilato

Abstract

El objetivo de este estudio es realizar un análisis de genómica comparativa de los genes bacterianos relacionados con la ruta catabólica inferior del naftaleno: la ruta del salicilato. El naftaleno es uno de los hidrocarburos policíclicos aromáticos (PAH) más contaminante del planeta. Este compuesto químico es muy complicado de degradar, sin embargo, existen bacterias, algas y hongos capaces de metabolizarlo. Este trabajo se focaliza en la enzima salicilato hidroxilasa (EC:1.14.13.1), la cual cataliza la conversión del salicilato a catecol. Su secuencia codificante se encuentra en el plásmido NAH7 del microorganismo Pseudomonas putida G7, una de las especies degradadoras de PAHs más estudiadas. Partiendo de la secuencia aminoacídica se realiza una búsqueda BLAST con el objetivo de hallar proteínas homólogas. La comparación de dichas secuencias se realiza mediante un alineamiento múltiple y la creación de árboles filogenéticos. El último paso se basa en conocer la localización de los genes y si se tratan de unidades transcripcionales o forman parte de un operón. Se comparan los operones con el mismo número de genes. BLAST, MEGAX, FGENESB, y SnapGene son algunas de las herramientas bioinformáticas utilizadas durante el trabajo. Los resultados obtenidos del estudio guían a una conclusión: el gen que codifica la enzima salicilato hidroxilasa no es parte de un operón altamente conservado.

The intent of this document is to make a genomic comparative analysis of bacterial genes involved in the lower naphthalene catalytic pathway, the salicylate pathway. Naphthalene is one of the most pollutant polycyclic aromatic hydrocarbon (PAH). These components are hard to degrade but some bacteria, fungi and algae are able to metabolize aromatic compounds. This study focuses on salicylate hydroxylase enzyme (EC:1.14.13.1), which catalyzes the reaction from salicylate to catechol. Its coding sequence is found in the NAH7 plasmid of the Pseudomonas putida G7 strain, one of the most studied PAH metabolizing microorganisms. Starting from the aminoacidic chain a blast is made in order to find homologous proteins. Phylogenetic trees and multiple sequence alignments are also done in order to compare the preselected sequences. The final step consists in finding its genomic localization, whether it is part of an operon or not and making a comparative of the operons that are similar. BLAST, MEGAX, FGenesB and SnapGene are some of the bioinformatics tools used to reach the objectives. The results obtained from the phylogenetic trees, database and sequence comparison lead to a conclusion, the gene that codes the salicylate hydroxylase enzyme is not part of a highly conserved operon.

L'objectiu d'aquest estudi és fer una anàlisi de genòmica comparativa dels gens bacterians relacionats amb la ruta catabòlica inferior del naftalè: la ruta del salicilat. El naftalè és un dels hidrocarburs policíclics aromàtics (PAH) més contaminant del planeta. Aquest compost químic és molt complicat de degradar, però, hi ha bacteris, algues i fongs capaços de metabolitzar. Aquest treball es focalitza en l'enzim salicilat hidroxilasa (EC: 1.14.13.1), la qual catalitza la conversió salicilat a catecol. La seva seqüència codificant es troba en el plasmidi NAH7 del microorganisme Pseudomonas putida G7, una de les espècies degradadores de PAHs més estudiades. Partint de la seqüència aminoacídica es realitza una recerca BLAST amb l'objectiu de trobar proteïnes homòlogues. La comparació d'aquestes seqüències es realitza mitjançant un alineament múltiple i la creació d'arbres filogenètics. L'últim pas es basa en conèixer la localització dels gens i si es tracten d'unitats transcripcionals o formen part d'un operó. Es comparen els operons amb el mateix nombre de gens. BLAST, MEGAX, FGENESB, i SnapGene són algunes de les eines bioinformàtiques utilitzades durant el treball. Els resultats obtinguts de l'estudi guien a una conclusió: el gen que codifica l'enzim salicilat hidroxilasa no és part d'un operó altament conservat.