Caracterização de proteínas NIFA mutantes pontuais de Herbaspirillum Seropedicae

Abstract

Resumo: A proteína NifA é o principal regulador transcricional da fixação biológica de nitrogênio. Essa proteína é responsável pela ativação dos genes nif e sua atividade é regulada pelos níveis de nitrogênio e oxigênio. NifA possui três domínios estruturais: um domínio N-terminal regulatório que possui um motivo GAF; um domínio central que possui a função de hidrolisar o ATP e catalizar a formação do complexo aberto; e um domínio C-terminal que é responsável pela ligação ao DNA. Em Herbaspirillim seropedicae, uma ?-proteobacteria capaz de colonizar gramíneas de interesse comercial, o domínio N-terminal GAF responde aos níveis de nitrogênio fixado de forma dependente da proteína transdutora de sinais GlnK. Quando o domínio regulatório GAF é removido, a proteína continua ativa, porém perde a regulação por nitrogênio. A proteína NifA também é ativa somente em condições de baixa concentração de oxigênio e esta sensibilidade está relacionada a um provável cluster de FeS presente no domínio central e região interdomínio com o domínio Cterminal. Neste trabalho, utilizamos mutações sítio-dirigidas para analisar o mecanismo de regulação da NifA em resposta aos níveis de nitrogênio e também por oxigênio. As mutações K22V, T160E, M161V, L172R, A215D e S220I resultaram em proteínas NifA incapazes de ativar a síntese da nitrogenase. Por outro lado, a mutação Q216I, localizada do domínio central, resultou em uma proteína NifA ativa, com fenótipo semelhante à selvagem, sugerindo que a mutação introduzida não altera a regulação da proteína de forma significativa. Já a mutação G25E, localizada no domínio N-terminal, gerou uma proteína ativa regulada por nitrogênio, no entanto independente de GlnK. Esse resultado indica que o resíduo de glicina na posição 25 é importante tanto na interação com GlnK quanto na interação do domínio N-terminal com o domínio Central.