Participación de las proteínas Grx5p, Isa2p e Iba57p, en el ensamble del centro [2Fe-2S] en la subunidad Rip1p y su impacto en la formación de los supercomplejos respiratorios en Saccharomyces cerevisiae

Abstract

[Fe-S] clusters are cofactors found in proteins that are involved in various processes, the formation of these clusters and their assembly in their corresponding proteins are processes conserved among organisms of all kingdoms. In eukaryotes there are two main forms of [Fe-S] clusters: the rhombic type [2Fe-2S] and the cubic type [4Fe-4S]. The mitochondrial [Fe-S] cluster biogenesis pathway is a process that describes three main events, the de novo synthesis of [2Fe-2S] clusters by the ISU1 complex, the translocation of these cofactors to target proteins by the chaperone-cochaperone-glutarredoxin system (Ssq1p-Jac1p-Grx5p) and the synthesis of [4Fe-4S] clusters by the Fe-S-IBG subsystem (Isa1p, Isa2p, Iba57p and Grx5p). To date, this synthetic pathway has not been fully described. In this work, the role of Iba57p, Isa2p and Grx5p proteins, members of the Fe-S-IBG subsystem, in the assembly of the [2Fe-2S] cluster of the subunit Rip1p of the complex III was investigated. The results indicated that the Fe-S-IBG subsystem in S. cerevisiae, in addition to participate in the assembly of [4Fe-4S] centers, is also involved in the maturation of the Rip1p- [2Fe-2S] subunit. It was observed that in the absence of the Iba57p and Isa2p proteins, complex III does not present activity due to the absence of the catalytic subunit Rip1p, additionally affecting the formation of respiratory supercomplexes (III-IV). Another aspect dependent on Rip1p protein deficiency evaluated was oxidative stress; finding that the production of reactive oxygen species is exacerbated, a similarly phenomenon observed in mutants of Iba57p and Isa2p. In conclusion, in S. cerevisiae, the Fe-S-IBG subsystem is involved in maturation of Rip1p protein, a subunit essential for the formation and functionality of respiratory supercomplexes III-IV.

Los centros [Fe-S] son cofactores encontrados en proteínas que están involucradas en diversos procesos, la formación de estos grupos y su ensamble en las correspondientes proteínas son procesos conservados entre los organismos de todos los reinos. En eucariontes existen dos formas principales de centros [Fe-S]: el tipo rómbico [2Fe-2S] y el tipo cúbico [4Fe-4S]. La biogénesis de centros [Fe-S] mitocondrial, es un proceso que describe tres eventos principales, la síntesis de novo de centros [2Fe-2S] por el complejo ISU1, la traslocación de estos cofactores a proteínas blanco por el sistema de chaperona-cochaperona-glutarredoxina (Ssq1p-Jac1p-Grx5p) y la síntesis de centros [4Fe-4S] por el subsistema Fe-S-IBG (Isa1p, Isa2p, Iba57p y Grx5p). Sin embargo, a la fecha, no se ha descrito por completo esta vía de síntesis. En este trabajo se estudió en Saccharomyces cerevisiae el papel que juegan las proteínas Iba57p, Isa2p y Grx5p, miembros del subsistema Fe-S-IBG en el ensamble del centro [2Fe-2S] de la subunidad Rip1p del complejo III. Los resultados indicaron que las proteínas que constituyen el subsistema Fe-S-IBG en S. cerevisiae, además de participar en el ensamblaje de centros [4Fe-4S], también está involucrado en la maduración de la subunidad Rip1p-[2Fe-2S]. Se observó que en la ausencia de las proteínas Iba57p e Isa2p, el complejo III no presenta actividad por la ausencia de la subunidad catalítica Rip1p, adicionalmente se afecta la formación de los supercomplejos respiratorios (III-IV). Otro aspecto evaluado dependiente de la deficiencia de la proteína Rip1p fue el estrés oxidativo; encontrando que se desencadena la producción de especies reactivas de oxígeno de manera exacerbada, fenómeno observado de manera similar en mutantes en Iba57p e Isa2p. En conclusión, en S. cerevisiae, el subsistema Fe-S-IBG está implicado en la maduración de la proteína Rip1p, dicha subunidad es esencial para la formación y funcionalidad de los supercomplejos respiratorios III-IV.