Citocromo en plantas

Rev. Int. Contam. Ambient. 23 (4) 177-183, 2007

EL COMPLEJO ENZIMÁTICO CITOCROMO P450 EN LAS PLANTAS

Daniel GONZÁLEZ-MENDOZA

Departamento de Bioquímica. Instituto Nacional de Cardiología, Juan Badiano no. 1, Tlalpan, México DF., 14080, México. Tel: +5255 55732911, ext. 1422, 1298 Fax: +5255 55730926 y Departamento de Recursos del Mar, Laboratorio de Ecotoxicología, Centro deInvestigación y Estudios Avanzados, Instituto Politécnico Nacional, Unidad Mérida, km 6, antigua carretera a Progreso, Mérida 97310 Yucatán, México. Correo electrónico: daniasaf@gmail.com (Recibido enero 2007, aceptado octubre 2007) Palabras clave: citocromo P450, plantas, herbicidas, tolerancia
RESUMEN Las enzimas dependientes del citocromo P450 (CYP450) son importantes en la biosíntesis de diversassustancias y en la desintoxicación de xenobióticos. En las plantas, estas enzimas participan en la biosíntesis de productos secundarios (e.g. flavonoides, alkaloides) y de hormonas, así como en la desintoxicación de herbicidas. Por otra parte, el empleo de técnicas moleculares ha permitido la inserción de genes del CYP450 de mamíferos en un mayor número de especies de plantas para favorecer la toleranciaa herbicidas. La presente aportación es una revisión bibliográfica sobre el potencial biotecnológico del complejo enzimático del CYP450.

Keywords: cytochrome P450, plants, herbicides, tolerance
ABSTRACT Cytochrome P450 dependent enzymes (CYP450) are important in the biosynthesis of many substances and in the detoxification of xenobiotics. In plants, they are involved in the biosynthesis ofsecondary products (e.g. flavonoids, alkaloids) and hormones, but also in the detoxification of herbicides. On the other hand, the use of molecular techniques, has allowed the insertion of genes of the CYP450 of mammals in a greater number of plants, favoring the tolerance to herbicides. The present contribution is an overview of the biotechnological potentiality of the enzymatic complex CYP450.INTRODUCCIÓN El sistema de monooxigenasas conocido como citocromo P450 (CYP450) es un grupo de proteínas que presentan un grupo hemo, se caracterizan por utilizar el NADPH ó NADP+ para reducir el oxígeno molecular, hasta H2O y la incorporación de un átomo

de O2 al sustrato. El CYP450 posee una masa molecular entre 45 y 62 kD y tiene a la hemo-ferriproteoporfirina IX como grupo prostético. Estasproteínas se caracterizan por tener un espectro de absorbencia máxima a los 450 nm, debido a la reducción de los enlaces de la hemoproteína (Fe+2) y la unión con una molécula de monóxido de carbono (Omura y

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Sato 1964). En años recientes, el uso de técnicas de biología molecular ha permitido identificar alrededor de 270 genes pertenecientes a 45 distintas familiasdel CYP450 en el genoma de Arabidopsis thaliana, (planta modelo de laboratorio) (http://drnelson. utmem.edu/CytochromeP450.html) y demostrado a partir de estudios filogenéticos realizados entre los diferentes reinos que el CYP450 de las plantas se deriva de un gen ancestral común entre los distintos organismos (Nelson 1999). Presencia del CYP450 en plantas El uso de técnicas de biología moleculare inmunohistoquímicas ha permitido localizar específicamente al CYP450 en las células (Chaban et al. 2003, Humphreys y Chapple 2004). Sin embargo, la localización subcelular del complejo CYP450 en las plantas no es tan específica como en los mamíferos. Generalmente puede variar en su localización, por ejemplo es posible encontrarlo en el retículo endoplásmico, membrana plasmática, vacuola,mitocondria y aparato de golgi (Madyastha et al. 1977, Kjellbom et al. 1985, Donaldson y Luster 1991). En este contexto, es importante mencionar que la identificación y el aislamiento de los genes del CYP450 en plantas presenta ciertas limitaciones debido a la dificultad de aislar el ARN mensajero y las proteínas, ya que se encuentran en bajas concentraciones en los tejidos (Bilodeau et al. 1999). En...