regulón de Pho

El agotamiento del fosfato inorgánico dentro de la célula es necesario para la activación del regulón Pho en la mayoría de los procariotas . En la bacteria más estudiada, E. coli, se utilizan siete proteínas para detectar los niveles intracelulares de fosfato inorgánico y para transfundir la señal correspondiente. ^{[ 2 ]} De las siete proteínas, una es una proteína de unión a metales (PhoU) y cuatro son transportadores específicos de fosfato (Pst S, Pst C, Pst A y Pst B). El regulador de respuesta transcripcional PhoR activa PhoB cuando detecta bajos niveles intracelulares de fosfato inorgánico. ^{[ 2 ]}

Aunque el fosfato inorgánico se utiliza principalmente en el sistema de regulón Pho, existen varias especies de bacterias que pueden utilizar diversas formas de fosfato. Un ejemplo se observa en E. coli , que puede utilizar tanto fosfato inorgánico como orgánico, así como fosfatos naturales o sintéticos (Phn). ^{[ 3 ]} Varias enzimas descomponen los compuestos de los fosfatos alternativos, lo que permite al organismo utilizar el fosfato a través de la vía de la CP liasa . ^{[ 3 ]} Otras especies de bacterias, como Pseudomonas aeruginosa y Salmonella typhimurium, utilizan una vía diferente denominada vía de la fosfonatasa, mientras que la bacteria Enterobacter aerogenes puede utilizar cualquiera de las vías para romper el enlace CP presente en los fosfatos alternativos. ^{[ 3 ]}

Pseudomonas aeruginosa es un patógeno oportunista conocido. ^{[ 2 ]} Uno de sus factores de virulencia es su capacidad para producir piocianina , una toxina liberada para matar tanto microbios como células de mamíferos. La producción de piocianina ocurre cuando es activada por PhoB. ^{[ 2 ]} Esto implica que P. aeruginosa utiliza el bajo nivel de Pi como una señal de que el huésped ha sido dañado y para comenzar a producir toxina para mejorar sus posibilidades de supervivencia.

A diferencia de P. aeruginosa , Vibrio cholerae tiene sus genes de toxinas reprimidos por PhoB. Se cree que PhoB en V. cholerae se activa cuando Pi es bajo para prevenir la producción de toxinas. ^{[ 7 ]} Podría activarse por otras señales en el ambiente, ^{[ 7 ]} pero se ha demostrado que PhoB inhibe directamente la producción de toxinas al unirse al promotor tcpPH e impedir la activación del regulón ToxR. ^{[ 7 ]} La evidencia que apoya a Pi como señal se da por el hecho de que el regulón no se reprime en condiciones de Pi alto. La cascada regulatoria solo se reprime en condiciones de Pi bajo. ^{[ 2 ]}

Los biofilms son una mezcla de microorganismos, dispuestos en capas y generalmente adheridos a una superficie. Las ventajas de un biofilm incluyen resistencia a las tensiones ambientales, a los antibióticos y la capacidad de obtener nutrientes con mayor facilidad. ^{[ 2 ]} PhoB se utiliza para mejorar la formación de biofilms en entornos donde el Pi no está disponible en cantidad suficiente. Esto se ha demostrado en múltiples microbios, incluyendo Pseudomonas, V. cholerae y E. coli. ^{[ 4 ]} Este no es siempre el efecto del regulón Pho, ya que para otras especies en diferentes entornos es más ventajoso no estar en biofilm cuando el Pi es bajo. En estos casos, PhoB reprime la formación de biofilms. ^{[ 2 ]}

Escherichia coli posee una proteína llamada Asr, que protege a otras proteínas periplásmicas de ambientes con pH bajo. El gen responsable de esta proteína depende de PhoB y solo se activa cuando el regulón Pho se activa por una baja concentración de Pi. ^{[ 8 ]} La síntesis de la proteína Asr confiere a E. coli resistencia al choque ácido , lo que le permite sobrevivir en ambientes como el estómago, que tiene un pH bajo. ^{[ 2 ]} Muchos genes de tolerancia al ácido se inducen por más factores que solo el pH bajo y requieren la presencia de otras señales ambientales para su activación. Estos factores incluyen la presencia de nutrientes específicos o en bajas concentraciones, la anaerobiosis y factores producidos por el huésped. ^{[ 8 ]}