Characterization of phasin PhaF interactions in the model polyhydroxyalkanoate-accumulating bacterium, Pseudomonas putida KT2440

Abstract

The discovery of bacterial polyhydroxyalkanoates (PHA) in the cytoplasm of Bacillus megaterium by Lemoigne (Lemoigne, 1926) unveiled a new class of in vivo synthesized polymers with adjustable properties and different applications (as plastics, in medical devices, etc.); it also provided impetus to research on proteins involved in PHA accumulation.Interest in phasins emerged through two major observations: i) that they bind to PHA, potentially establishing a network-like protein layer on the surface of intracellular PHA granules; and ii) that their concentration can reach 5% (wt/wt) of the total protein content of PHA-accumulating cells (Wieczorek et al., 1995; Maestro and Sanz, 2017). Soon after it was found that these proteins are almost exclusively produced when PHA is synthesized (York et al., 2002), and that they play important roles in its biogenesis, helping to ensure optimal cell fitness. For example, phasins have been found to engage in the physical stabilization of PHA granules at the polymer-cytoplasm interface, and to participate in the control of the number and size of these granules, their segregation into daughter cells, and their mobilization (reviewed in (Mezzina and Pettinari, 2016; Maestro and Sanz, 2017))...

El descubrimiento de polihidroxialcanoatos de origen bacteriano (PHA) en el citoplasma de Bacillus megaterium por Lemoigne (Lemoigne, 1926), no solo reveló una nueva clase de polímeros sintetizados in vivo con propiedades modulables y diferentes aplicaciones (como plásticos, en dispositivos médicos, etc.); sino que también impulsó la investigación sobre proteínas involucradas en la acumulación de PHA.El interés en las fasinas (phasins en inglés) surgió principalmente por dos observaciones: i) son proteínas que se unen al PHA, posiblemente estableciendo una capa proteica en forma de red en la superficie de los gránulos de PHA; y ii) su concentración puede alcanzar un 5% en peso del contenido total de proteína en las células que acumulan PHA (Wieczorek et al., 1995; Maestro and Sanz, 2017). Poco después, se descubrió que estas proteínas se producen casi exclusivamente en función de la síntesis de PHA (York et al., 2002), y que desempeñan un papel importante en su biogénesis, ayudando además a garantizar el estado óptimo de las células. Por ejemplo, se ha descrito que en la interfaz polímero-citoplasma las fasinas participan en la estabilización física de los gránulos de PHA, y que participan en el control del número y tamaño de los gránulos, la segregación de los mismos a las células hijas durante la división celular y su posterior movilización o degradación (revisado en (Mezzina y Pettinari, 2016; Maestro y Sanz, 2017)...