Instituto de Biotecnologia UNAM

Dr. Mario Soberón Chávez

En nuestro grupo de investigacin estamos interesados en entender los mecanismos moleculares de la especificidad de las toxinas Cry de Bacillus thuringiensis. En nuestro grupo de investigacin hemos participado en entender el mecanismo de accin de las toxinas insecticidas de Bacillus thuringiensis. En insectos lepidpteros, las toxinas Cry ejercen su modo de accin a travs de la interaccin secuencial con al menos dos protenas del intestino medio de las larvas susceptibles. Las toxinas Cry son sintetizadas como protoxinas y una vez en el interior del intestino de las larvas sensibles se procesa por las proteasas del insecto liberando un fragmento tóxico de 60 kDa compuesto por tres dominios estructurales. La primera interaccin de la toxina se da a travs de regiones expuestas del dominio II con una protena tipo caderina lo que facilita la proteolisis de la hlice alpha 1 del dominio I y la formacin de un oligomero. El oligomero gana afinidad por protenas ancladas por glicosil-fosfatidil-inositol a la membrana como aminopetidasa N (APN) o fosfatasa alcalina (ALP) lo que conduce a la insercin de la toxina a la membrana y la formacin de un poro ltico que conduce a lisis celular y a la muerte de la larva. En nuestro grupo de investigacin hemos definido cuales son las regiones de la toxina que estn involucradas en la interaccin con el receptor caderina y los eventos que conducen a la formacin del oligomero. Recientemente caracterizamos toxinas Cry1A modificadas que carecen de la hlice alpha 1 y que son capaces de matar larvas de insectos resistentes que tienen mutaciones en la caderina. Desde hace algunos aos estamos caracterizando el modo de accin de toxinas Cry que son toxicas a insectos dipteros como el mosco Aedes aegyti o Anopheles albimanus que son vectores en la transmisin del dengue y la malaria respectivamente. En insectos dipteros hemos identificado a una fosfatasa alcalina como una molcula del intestino de Ae. aegyti involucrada en la actividad tóxica de la toxina Cry11Aa y a una glucosidasa del intestino de An. albimanus involucrada en la toxicidad de Cry4Ba. Nuestros proyectos actuales estn enfocados en definir las regiones de la toxina que estn involucradas en la interaccin del oligomero de la toxina Cry1Ab con la APN as como definir el papel de la APN y ALP en la toxicidad de Cry1Ab en Manduca sexta. En cuanto a y la ALP de Aedes aegypti hemos identificado dos regiones de esta molcula que unen a Cry11Aa y estamos definiendo las regiones de interaccin en la toxina Cry11A y Cry4Ba con este receptor. Recientemente hemos sido capaces de desplegar a las toxinas Cry1Ab, Cry1Ac, Cry3A (activa contra coleopteros) y Cyt1Aa (activa contra dipteros) en fagos filamentosos con la finalidad de contar con un sistema que nos permita la seleccin de toxinas con capacidades de unin mejoradas o diferentes.

Finalmente propusimos que la APN está involucrada en dos momentos del modo de acción de la toxina Cry1A, primero en la unión del monomero lo que concentra la toxina en el epitelio del intestino antes de la interacción con la caderina y posteriormente en la unión del oligomero facilitando su inserción a la membrana. Esta mecanismo de acción lo llamamos como un mecanismo de unión tipo "ping-pong".





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