El trabajo a desarrollar en esta estancia se encuadra dentro del proyecto de tesis de la solicitante, cuyo principal objetivo es comprender la función de la acetilación / desacetilación de proteínas en E coli y mejorar el papel de la regulación del metabolismo central de la misma. De este modo, el resultado final del proyecto global es mejorar las capacidades metabólicas de distintas cepas de E. coli para ser utilizadas en distintos procesos biotecnológicos.

E. coli es uno de los microorganismos más importantes en el campo de la biotecnología, pues es empleado en muchas industrias para la producción de compuestos de elevado valor. Esta bacteria puede emplear distintas fuentes de carbono y nitrógeno, las cuales a su vez determinan los flujos metabólicos y la producción de bioproductos. Por ello, el estudio del metabolismo central de E. coli es esencial para optimizar los bioprocesos en los que participa.

En este trabajo llevaremos a cabo un estudio estructural de la enzima acetil-CoA sintetasa (ACS), la cual se encuentra ampliamente distribuida en organismos procariotas y eucariotas. Como enzima es un agente importante en el metabolismo central de la bacteria, concretamente en el metabolismo del acetato, activándolo mediante la síntesis de acetil coenzima A, una molécula fundamental en las rutas metabólicas centrales de la célula, incluidas la glucólisis y el ciclo de Krebs. Sus principales sustratos son el propio acetato, una molécula de ATP y el coenzima A.

La actividad de esta enzima está sujeta a una regulación post-traduccional mediante acetilación/desacetilación en una de sus lisinas (Lys609). Se ha demostrado que este residuo interacciona directamente con la molécula de ATP en el sitio activo y, por tanto, una acetilación en el mismo provocaría una reducción en la actividad de ACS y un descenso en la formación de acetil-CoA, así como un cambio conformacional. El acetil-CoA es un metabolito importante, ya que forma parte del metabolismo central de la bacteria.

Por lo tanto, un estudio estructural de ACS en sus distintas formas (acetilada y desacetilada) permitiría dilucidar el mecanismo molecular mediante el cual la acetilación y desacetilación de ACS controla la capacidad catalítica de la enzima y por consecuencia los niveles de acetato y AcetilCoA en la célula. Además, un conocimiento más profundo y completo de estos sistemas a nivel molecular permitirá extrapolar estos resultados a organismos superiores, y así desarrollar aplicaciones biotecnológicas para distintos fines como la lucha contra organismos patógenos, mejora en los rendimientos industriales, protección de cultivos o ingeniería proteica.