Búsqueda de variantes de ferritina con elevada capacidad de acumulación de hierro en la levadura Saccharomyces cerevisiae

Abstract

La alta incidencia de anemia en el Perú se debe en gran medida al bajo consumo de alimentos ricos en hierro, siendo los más afectados los niños menores de cinco años y las mujeres en estado de gestación. Es por tanto de suma importancia encontrar mecanismos eficientes que ayuden a prevenir y curar la anemia en nuestro país. La ferritina es una proteína multimérica que almacena miles de iones férricos en su interior y presenta alta biodisponibilidad. La presente investigación tuvo como objetivo generar variantes de ferritina que permitan la acumulación de hierro en la levadura. En primer lugar, se construyó una variante de ferritina de soya, denotada como “ferritina híbrida”, en la cual se reemplazaron cinco de sus aminoácidos (residuos número 204 a 208) por aquellos existentes en la ferritina de arveja. Adicionalmente, se construyó una biblioteca de plásmidos que permite la generación de variantes de ferritina de soya con secuencias aleatorias en el fragmento que comprende los mismos cinco aminoácidos. La construcción de la ferritina híbrida (Pro204Leu, Gln205Glu, Leu206Met, Ala207Thr y Asp208His) se completó exitosamente mediante la estrategia de clonación in vivo. Sin embargo, el cambio realizado posiblemente tuvo un efecto negativo en la estructura y función de la ferritina híbrida, mostrado en el bajo crecimiento de la levadura en un medio de cultivo conteniendo 10 mM de sulfato ferroso. La estrategia de construcción de una biblioteca de plásmidos para la producción de variantes de ferritina de soya con cambios aleatorios en las posiciones 204 – 208 se implementó exitosamente, abriendo así la posibilidad de continuar y ampliar su estudio.

The high incidence of anemia in Peru is largely due to the low consumption of iron-containing food, mostly affecting children under five years of age and pregnant women. Therefore, it is extremely important to search for efficient strategies to help prevent and cure anemia in our country. Ferritin is a multimeric protein that stores thousands of ferric ions and exhibits high bioavailability. The purpose of this research was to generate ferritin variants that cause iron accumulation in yeast. First, a soybean ferritin variant was constructed, in which five amino acids were replaced by those found in pea ferritin. Additionally, a plasmid library was built that allows the production of soybean ferritin variants with random sequences in that five amino acid domain. The replacement of amino acids 204-208 of soybean ferritin by those present in pea ferritin (Pro204Leu, Gln205Glu, Leu206Met, Ala207Thr and Asp208His) was successfully achieved, using an in vivo cloning strategy. However, the changes affected both the structure and function of the hybrid ferritin, which allowed only poor yeast growth in medium containing 10 mM ferrous sulfate. On the other hand, the plasmid library construction was successfully implemented, which will allow the analysis of a large number of random ferritin variants that include random changes in amino acids 204 – 208.