Acumulación de ureidos en respuesta al déficit hídrico en Pahseolus vulgaris y caracterización de la PRAT y la XDH, dos enzimas clave en la síntesis de ureidos

Resumen

Los ureidos alantoína y alantoato son las formas mayoritarias en las que se almacena y transporta el nitrógeno fijado en los nódulos de las leguminosas tropicales o de tipo ureídico como la soja (Glycine max) y la judía (Phaseolus vulgaris). En las leguminosas ureídicas, el déficit hídrico produce la inhibición de la fijación de nitrógeno, a la vez que aumenta el contenido de ureidos en las hojas. La síntesis de ureidos se lleva a cabo por el catabolismo oxidativo de purinas que pueden haber sido sintetizadas de novo o proceder del reciclaje de los nucleótidos de purina. En este trabajo, se ha llevado a cabo un análisis del metabolismo de los ureidos en variedades de P. vulgaris con distinto grado de tolerancia a la sequía. La determinación del contenido de ureidos en los distintos genotipos de judía sometidos a estrés hídrico mostró que la acumulación de ureidos se correlacionaba con el grado de tolerancia a la sequía de los mismos, siendo mayor en los más sensibles. Además, la acumulación de ureidos se debía a la activación de su síntesis en tejidos diferentes a los nódulos. Para analizar la procedencia de los ureidos acumulados durante el estrés hídrico, se han estudiado las enzimas xantina deshidrogenasa (XDH) y glutamina fosforribosilpirofosfato amidotransferasa (PRAT), cruciales en la regulación de la oxidación y en la síntesis de novo de purinas, respectivamente. Se ha aislado la secuencia codificante y la región promotora del gen XDH de P. vulgaris, en la que se han encontrado diversos motivos de regulación por estrés. Los análisis de expresión y de actividad mostraron un aumento del nivel de PvXDH en respuesta a la sequía y a tratamientos con diferentes fitohormonas relacionadas con estreses abióticos o bióticos. Además de la actividad deshidrogenasa, la enzima PvXDH es capaz de catalizar la oxidación de la xantina y el NADH por oxígeno molecular. Sin embargo, solamente la actividad deshidrogenasa aumentó por el estrés. Curiosamente, el óxido nítrico (ON) produjo una inhibición de la actividad XDH en las hojas pero no en los nódulos de judía y la inhibición en hojas se impidió por ácido úrico añadido. Cuando se bloqueó la expresión del gen PvXDH por...