Síntesis de coenzima Q en Saccharomyces cerevisiae y su implicación en procesos de alargamiento de la vida y envejecimiento Carlos Santos Ocaña

El coenzima Q, debido a su relevante papel como transportador electrónico en la mitocondria ha sido menos estudiado en relación a otras funciones no relacionadas con la respiración pero que son básicas para entender procesos como la defensa frente al estrés oxidativo y el envejecimiento celular.

El modelo eucariota de Saccharomyces cerevisiae constituye una poderosa herramienta para desentrañar los detalles de estos procesos ya que crece en ausencia de coenzima Q y presenta grandes ventajas metodológicas y técnicas.

El objetivo de mi investigación es doble. Estamos llevando a cabo un análisis de la expresión de los genes responsables de la síntesis de coenzima Q a varios niveles.

El nivel transcripcional incluye el análisis mediante RT-PCR competitiva, clonación-mutación de promotores y búsqueda de secuencias consenso de respuestas a estrés.

El nivel traduccional abarca la determinación de la expresión estacionaria de los productos de estos genes mediante anticuerpos que en la actualidad estamos desarrollando.

El nivel postraduccional implica ensayos de inmunoprecipitación, doble híbrido y FRET para desentrañar las interacciones entre las proteínas que ensamblan el complejo mitocondrial de síntesis del coenzima Q.

 

Un segundo aspecto de mi investigación radica en el estudio y caracterización de un gen de Saccharomyces cerevisiae que codifica una citocromo b5 reductasa de la membrana plasmática necesaria para el crecimiento celular.

Esta enzima utiliza coenzima Q como aceptor de electrones desde el NADH. Hemos demostrado que su expresión modifica los niveles del par NAD+/NADH, produciendo un significativo incremento de la extensión de la vida de la levadura.

Esta proteína requiere la presencia de Sir2p, una histona desacetilasa dependiente de NAD+ que bloquea el envejecimiento producido por una acumulación exagerada de ERCs, círculos extracromosómicos de DNAr. Nuestro objetivo es caracterizar bioquímicamente esta proteína, demostrar su participación en el control de la longevidad celular en procesos de restricción calórica y de estrés oxidativo.
 

Cinco publicaciones relevantes:

Haucke, V., Santos-Ocaña, C., Hönliger, A., Tokatlidis, K., Pfanner, N., and Schatz, G. (1997) The bipartite targeting sequence directs the Mcr1 protein to two different submitochondrial compartments via a novel sorting pathway. Moll. Cell Biol. 17, 4024-4032.

Santos-Ocaña, C., Córdoba, F., Crane, F.L., Clarke, C.F., and Navas, P. (1998) Coenzyme Q6 and iron reduction are responsible for the extracellular ascorbate stabilization at the plasma membrane of Saccharomyces cerevisiae. J. Biol. Chem. 273, 8099-8105.

Santos-Ocaña, C., Do, T.Q., Padilla, S., Navas, P. and Clarke, C.F. (2002) Uptake of exogenous coenzyme Q and transport to mitochondria is required for bc1 complex stability in yeast Coq mutants J. Biol. Chem. 277, 10973-10981

Arroyo, A, Modriansky M, Serinkan FB, Bello RI, Matsura T, Jiang J, Tyurin VA, Tyurina YY, Fadeel B, Kagan VE. (2002) NADPH oxidase-dependent oxidation and externalization of phosphatidylserine during apoptosis in Me2SO-differentiated HL-60 cells. Role in phagocytic clearance. J Biol Chem. 277, 49965-75.

 

Padilla, S., Jonassen, T., Jiménez-Hidalgo, M.A., Fernández-Ayala, D.J.M., Lopez-Lluch, G., Navas, P., Clarke C.F., and Santos-Ocaña, C. (2004) Demethoxy-Q, an intermediate of coenzyme Q biosynthesis, fails to support respiration in Saccharomyces cerevisiae and lacks antioxidant activity. J. Biol. Chem. 279, 25995.

 

Miembros del laboratorio	Colaboradores
Jefe de grupo: Dr Carlos Santos Ocaña 34 954349093 csanoca@dex.upo.es     Dr Antonio Arroyo Luque 34 954349381 aarrluq@dex.upo.es   Postdoctoral: Dr. Sergio Ramón Padilla López   Doctoral: María Auxiliadora Jiménez Hidalgo María Victoria Cascajo Almenara   Otros: José Manuel López Martín Alejandro Martín-Montalvo Rosario Cordero	Dr. Catherine F. Clarke (University of California Los Angeles) Dr. José Manuel Villalba Montoro (Universidad de Córdoba)