Medio ambiente y desarrollo sustentable  
Artículo arbitrado  
Revisión de las características de los  
transportadores ABC involucrados en  
patogénesis fúngica  
Review of characteristics of ABC transporters  
involved in fungal pathogenesis  
1
1
1,2  
YENY LIZZET COUOH UICAB , BLONDY BEATRIZ CANTO CANCHÉ E IGNACIO ISLAS FLORES  
Recibido: Mayo 7, 2010  
Aceptado: Agosto 4, 2010  
Resumen  
Abstract  
Los transportadores ABC son proteínas con una amplia  
distribución entre los organismos procariontes y eucariontes;  
exhiben un mecanismo de transporte dependiente de energía,  
ya que necesitan de la unión e hidrólisis del ATP para realizar su  
función. En hongos, a los transportadores ABC se les han  
asignado múltiples funciones, entre ellas destaca su reciente  
asignación como factores de patogenicidad de hongos de  
importancia agronómica, tal es el caso de Magnaporthe grisea,  
Botrytis cinerea, Gibberella pulicaris, Fusarium culmorum y  
Mycosphaerella graminicola. En estos fitopatógenos, los genes  
ABC ortólogos que participan en la virulencia tienen un alto grado  
de conservación. No obstante, hasta el momento no existe  
evidencia sobre cómo estos trasportadores ABC se  
especializaron con función en patogénesis. En este trabajo se  
resumen algunos de los hallazgos que se han realizado en la  
estructura de las proteínas transportadoras tipo ABC  
presuntamente involucradas en la patogenicidad de hongos  
fitopatógenos.  
ABC transporters are proteins with broad distribution in  
prokaryotic and eukaryotic kingdoms; these proteins bind and  
use the energy of ATP to transport substances across  
membranes. In fungi, the ABC transporters have been involved  
in multiple functions, including the new role of pathogenicity  
factors in fungi with agronomic importance such as  
Magnaporthe grisea, Botrytis cinerea, Gibberella pulicaris,  
Fusarium culmorum and Mycosphaerella graminicola. There  
is a high conservation of nucleotide and amino acid sequence  
levels in orthologous of virulence-related ABC transporters.  
However, so far, there is no evidence about how these fungal  
ABC transporters became specialized in pathogenesis. This  
review summarizes some of the relevant findings about the  
structure of ABC transporter involved in the infective process  
of pathogenic fungi.  
Keywords: ABC transporters, pathogenicity factors, fungi.  
Palabras clave: Transportadores ABC, factores de  
patogenicidad, hongos.  
Introducción  
os transportadores ABC son proteínas integrales de membrana altamente conservadas y  
ubicuas en los organismos procariontes y eucariontes, de tal forma que en la actualidad  
los transportadores ABC constituyen una gran familia de proteínas parálogas, cuyo origen  
L
probablemente data de hace más de tres millones de años (Lee et al., 2002; Saier et al., 1998). La  
denominación ABC (ATP Binding Cassette; por sus siglas en inglés) se debe a que poseen dos  
dominios de unión aATP los cuales han sido altamente conservados a lo largo del proceso evolutivo.  
_
1
________________________________  
Centro de Investigación Científica de Yucatán. A.C. Calle 43 # 130 Col. Chuburna de Hidalgo, Mérida, Yucatán. CP. 97200. Tel.  
428330 ext: 225/265.  
Dirección electrónica del autor de correspondencia: islasign@cicy.mx  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
La ubicación celular de los transportadores  
ABC comprende las membranas de diversos  
compartimentos celulares entre los cuales se  
incluye la membrana plasmática, las  
membranas de las vacuolas, peroxisomas,  
mitocondrias y retículo endoplásmico  
transportadoresABC en hongos fitopatógenos.  
Estructura general de los Transportadores  
ABC. Los transportadoresABC (Figura 1), están  
constituidos  
por  
dos  
dominios  
transmembranales (TMD) y dos dominios de  
unión a ATP (NBD, por sus siglas en inglés  
(
Stergiopoulos et al., 2003). Entre los  
“Nucleotide Binding Domain”). Los TMD están  
compuestos que transportan, se encuentran  
una gran cantidad de componentes  
hidrofóbicos, azúcares, aminoácidos, iones  
metálicos, péptidos y proteínas (Jones y George,  
formados, cada uno, de seis hélices que  
atraviesan varias veces la membrana; esta  
región es la más divergente de los  
transportadores ABC, y es la que determina la  
especificidad hacia el sustrato. La unión de los  
dos TMD forma un canal que permite la  
translocación del sustrato a través de la  
membrana (Hollenstein et al., 2007; Dawson et  
al., 2007). El número de hélices  
transmembranales es variable y depende de la  
masa y la naturaleza química del sustrato que  
translocan (Saurin et al., 1999; Dawson et al.,  
2002). Recientemente se ha demostrado que  
los transportadoresABC están involucrados en  
la resistencia a toxinas y xenobióticos, e  
interesantemente se han postulado a los  
transportadores ABC como factores de  
fitopatogenicidad necesarios para que el  
patógeno desarrolle la enfermedad en su  
hospedero (De Waard et al., 2006).  
Los hongos fitopatógenos ocasionan  
elevadas pérdidas económicas en cultivos de  
importancia agronómica, como trigo, maíz,  
cebada, tomate, papa, entre otros. Ante dicha  
eventualidad, ha sido necesario realizar grandes  
inversiones en agroquímicos para implementar  
programas preventivos con el propósito de  
minimizar el desarrollo de las enfermedades en  
los cultivos de interés para el hombre.  
2
007).  
Figura 1. Esquematización de la estructura de un  
transportador ABC. Dos dominios  
transmembranales (TMD’s) cada una con  
seis hélices, dos dominios de unión a ATP  
(
NBD’s) conteniendo los motivos WalkerA,  
B y firma ABC.  
Debido a la importancia que tienen los  
hongos, es que vale la pena realizar un análisis  
de la función y conservación de los  
transportadores ABC en la patogénesis de  
hongos fitopatógenos. Está bien establecido que  
los transportadores ABC pertenecen a familias  
multigénicas;  
no  
obstante,  
surgen  
cuestionamientos totalmente válidos acerca de  
sus similitudes y diferencias, por ejemplo, si los  
transportadores ABC son altamente  
conservados, entonces, ¿Cuál es la diferencia  
entre los transportadores ABC de hongos  
patogénicos y no patogénicos?, ¿Existe  
diferencia en su estructura y topología? Por  
dichas razones, en esta revisión se describe y  
analiza el mecanismo de transporte, la  
estructura y la topología de diversos  
transportadores ABC, todo ello con el objetivo  
de tratar de entender cómo funcionan los  
Los dominios NBD están orientados hacia  
el citoplasma (Figura 1); cada dominio NBD  
contiene tres motivos consenso denominados  
Walker A, Walker B y el motivo C o LSGGQ,  
además de dichos motivos conservados existen  
otros como el D-loop, Q-loop (Jones y George  
2002; Nikaido, 2002; Stergiopoulos et al., 2007).  
El motivo Walker A, también denominado  
P-Loop (GX4GK/CT/S), forma una horquilla rica  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
en glicina, seguida de un alfa hélice; esta  
estructura permite la unión electrostática del  
adenosin trifosfato (ATP). El motivo Walker B (I  
como el modelo del ciclo catalítico alternante,  
sugiere la existencia de un ciclo catalítico  
alternante entre los dos NBD durante la hidrólisis  
del ATP, es decir, propone que los dos sitios de  
unión a ATP son necesarios para la  
funcionalidad del transportador y para que tenga  
lugar la hidrólisis del ATP, pero establece que  
ambos sitios no hidrolizan el ATP al mismo  
tiempo, sino que se alternan (Senior et al.,  
1995). Dicho modelo asume que la principal  
fuente de energía para el transporte de sustratos  
procede de la hidrólisis del ATP, y que los NBD  
al funcionar de manera alterna, están  
acoplados a distintas etapas del ciclo de  
transporte. No obstante, estudios bioquímicos  
sugieren que es la unión del ATP más que su  
hidrólisis, lo que ocasiona los cambios  
conformacionales en el transportador, mismos  
que promueven el transporte de sustratos  
(
Hy) 4D) provee el residuo carboxilato que  
2+  
coordina y estabiliza el Mg , el cual es un  
cofactor en la hidrólisis del ATP, además  
participa en el mantenimiento de la geometría  
del sitio activo (Schneider y Hunke, 1998; Moody  
et al., 2002). El Q-loop ubicado cercanamente  
al motivo WalkerAes importante, ya que media  
la señalización entre el TMD y el sitio activo del  
NBD. El D-loop ubicado debajo el motivo Walker  
B contiene una secuencia conservada de  
aminoácidos “SALD” la cual está involucrada  
en la actividad catalítica y la intercomunicación  
de los sitios activos; la firmaABC o LSGGQ está  
altamente conservada entre los NBD y es la que  
transduce la señal entre el NBD y el TMD; la  
interacción entre el motivo A y LSGGQ es de  
vital importancia para la hidrólisis del ATP  
(
Higgins, 1998). Este último hallazgo llevó a  
proponer el segundo modelo llamado de  
interruptor de ATP, el cual se basa en dos  
cambios alternantes en la conformación de los  
NBD: La formación de un dímero cerrado tras  
la unión de dos moléculas deATP en la interfase  
del mismo y la disociación del dímero abierto  
tras la hidrólisis del ATP y la liberación del Pi y  
ADP (Jones y George, 1999; Vander Does y  
Tampe, 2004). Estudios cinéticos de este último  
modelo indican que existe cooperatividad entre  
los sitios de unión a ATP, hecho que puede ser  
finamente regulado por señales procedentes de  
los TMD. El cambio procedente de la  
conformación cerrada y abierta del dímero  
causa cambios conformacionales de los TMD,  
factor que es necesario para el transporte del  
sustrato a través de la membrana; lo anterior  
sugiere que la fuerza para transportar al sustrato  
es producida por la formación cerrada  
(
Higgins, 1998).  
La estructura tridimensional sugiere que los  
dominios NBD forman un dímero simétrico en  
el cual dos moléculas de ATP están contenidas  
dentro de los motivos Walker A y Walker B de  
uno de los NBD y la firma ABC del otro dominio  
NBD. Sugiere además que la firma ABC del  
NBD contribuye a la activación del sitio de unión  
formado por el hidrógeno de la ribosa y el fosfato  
gamma del ATP. Aunque existen diferencias de  
estructura y función en los diferentes  
transportadoresABC, el grado de conservación  
en los motivos consenso es alto (Jones y  
George, 2004).  
Mecanismo de translocación en los  
transportadoresABC. Los transportadoresABC  
realizan un transporte dependiente de energía,  
ya que necesitan de la hidrólisis del ATP para  
efectuar su función. La interfase TMD-NBD es  
crucial en la coordinación de la unión con el  
sustrato, y su posterior translocación está  
acoplada a la hidrólisis de ATP (Gang et al.,  
(
(
asociación) y abierta (disociación) del dímero  
Altenberg, 2003).  
Clasificación de los transportadores ABC  
en eucariontes. Los transportadores ABC se  
clasifican en importadores o exportadores, de  
acuerdo a la dirección hacia donde realizan el  
transporte; en eucariontes se sugiere que son  
exportadores, mientras que en procariontes  
2
005; Oswald et al., 2006).  
Para explicar el mecanismo de transporte  
de los transportadores ABC se han propuesto  
dos modelos: el primero, también conocido  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
pueden tener ambas funciones (Anjard et al.,  
002). Los transportadores ABC también han  
En los ABC importadores, cada dominio  
TMD-NBD cuenta con varios sitios de unión al  
sustrato; se postula que los TMD-NBD deben  
poseer alta especificidad. Por su parte; losABC  
exportadores, reclutan su sustrato en el  
citoplasma o en la bicapa lipídica aunque el  
mecanismo no está bien establecido (Dawson  
et al., 2007). Algunos ejemplos de  
transportadores ABC tipo PDR incluyen a atrC  
de Aspergillus nidulans, BcatrB, BcatrK, de B.  
cinerea, GpAbc1 de G. pulicaris, ABC1 de M.  
grisea, MgAtr1, MgAtr2, MgAtr3, MgAtr4 y  
MgAtr5 de M. graminicola, PMR1, PMR5 de A.  
digitatum, LMABC1, LMABC2 de Leptosphaeria  
maculans, ViABC1, y ViABC2 de Venturia  
inaequalis, entre otros. En el caso de los  
transportadores tipo MDR se puede mencionar  
a AflMDR1 de A. flavus, ViABC4 de V.  
inaequalis, Snq2 de S. cerevisiae, atrC, atrD de  
A. nidulans, y CDR1, CDR2 de Candida  
albicans, entre otros.  
2
sido clasificados con base en su topología, por  
ejemplo, en eucariontes se han descrito dos  
topologías (Figura 2); el tipo MDR (de sus siglas  
en inglés “Multidrug resistance”), el cual  
presenta la topología TMD -NBD y el tipo PDR  
6
2
(de sus siglas en inglés “Pleiotropic resistance”)  
presenta la topología NBD -TMD (Stergiopoulos  
2
6
et al., 2003). En bacterias, los TMD-NBD  
pueden encontrase como polipéptidos de  
cadena separada (NBD, TMD, NBD, TMD) cuyo  
acoplamiento permite la funcionalidad del  
transportador, o también pueden encontrarse  
con un dominio TMD unido a un motivo NBD  
(
NBD-TMD), formando la mitad de un  
transportador inactivo; este TMD-NBD requiere  
dimerizarse para ser funcional (Schneider y  
Junke, 1998). En el caso de eucariontes, los  
dominios TMD-NBD-TMD-NBD se encuentran  
como un solo polipéptido (De Waard et al.,  
2
006).  
Transportadores ABC involucrados en la  
virulencia de hongos fitopatógenos. Los  
transportadores ABC de hongos tienen  
funciones diversas, entre ellas se han descrito  
la protección contra compuestos tóxicos  
naturales presentes en el medio ambiente (e.g.  
antibióticos en el suelo), la secreción de  
metabolitos tóxicos, secreción de factores de  
apareamiento, excreción de xenobióticos (e.g.  
fungicidas). Además de las funciones arriba  
descritas, también están involucrados en la  
protección contra compuestos de defensa de  
la planta (fitoalexinas) y en la secreción de  
factores de virulencia (micotoxinas)  
Figura 2. Representación esquemática de los  
transportadores ABC eucariontes y su  
clasificación de acuerdo a su disposición  
topológica. PDR) si la topología es NBD-  
TMD -NBD-TMD . MDR) si la topología  
6
6
es TMD –NBD- TMD –NBD. Los NBD’s  
6
6
se encuentran localizados en la cara  
citoplásmica, al igual que el amino (NH2)  
y carboxilo (COOH) terminal.  
(
2
Stergiopoulos et al., 2003; De Waard et al.,  
006).  
En hongos fitopatógenos, existen pocos  
estudios, sobre la participación de los  
transportadores ABC en virulencia; en uno de  
tales estudios se estableció que en  
Magnaporthe grisea, se requiere del  
transportador ABC1 para invadir exitosamente  
al hospedero, además de que dicho  
transportador permite que M. grisea sea capaz  
de tolerar la exposición a los componentes  
fitotóxicos. Para analizar la participación del gen  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
ABC1 durante la interacción planta-patógeno,  
se realizaron ensayos con una mutante  
generada por inserción del gen de la higromicina  
de G. pullicaris. Estudios de mutación de este  
gen mediante el gen de la higromicina  
mostraron una reducción de la agresividad de  
F. culmorum; análisis posteriores de las  
mutantes demostraron que el transportador  
FcABC1 desempeña un papel fundamental en  
la patogénesis. Experimentos de Northern blot  
permitieron demostrar que el gen FcABC1 se  
expresa fuertemente durante la infección en  
cebada. FcABC1 tiene un alto nivel de  
similaridad con el transportador ABC de  
Fusarium graminareum involucrado en  
patogénesis (Skov et al., 2004).  
(HPH) a 718 pb corriente arriba del codón de  
inicio a nivel de la región promotora. La mutación  
en el gen ABC1 ocasionó una reducción  
drástica del nivel de transcrito de dicho gen,  
cuando se expuso a compuestos fúngicos y  
fitoalexinas del arroz; dicha mutante también  
mostró una reducción en el crecimiento y en su  
patogenicidad. Este reporte fue el primero que  
mostró evidencias de la participación de un  
transportador ABC en la patogénesis (Urban et  
al., 1999).  
En el hongo Mycosphaerella graminicola,  
agente causal de la mancha de la hoja del trigo,  
Stergiopoulos et al. (2003) aislaron cinco  
transportadores ABC denominados MgAtr1,  
MgAtr2, MgAtr3, MgAtr4 y MgAtr5, dichos  
Se ha observado que Botrytis cinerea es  
capaz de contrarrestar el efecto de compuestos  
tóxicos a través de un transportador ABC  
codificado por el gen BcatrB, el cual tiene entre  
31-67 % de identidad con otros transportadores  
transportadores fueron clonados  
y
ABC de hongos. Los tratamientos con  
revestrarol y fenpiclonil en cepas mutantes en  
el gen BcatrB han evidenciado un mayor efecto  
de los fungicidas sobre las cepas mutantes  
respecto a la cepa silvestre. Las mutantes en  
el gen BcatrB presentaron un bajo nivel de  
virulencia, lo que sugirió que dicho gen es  
determinante en la sensibilidad a fungicidas y  
virulencia (Schoonbeeck et al., 2001).  
caracterizados. La caracterización mostró que  
los transportadores MgAtr1-5 proveen al  
patógeno protección contra fungicidas y  
compuestos tóxicos de la planta, aunque en  
particular se demostró que el transportador  
MgAtr4 es un factor de virulencia necesario para  
que el hongo desarrolle la enfermedad en las  
plantas de trigo (Stergiopoulos et al., 2003).  
Dada la importancia de los transportadores  
ABC en la patogenicidad de los hongos arriba  
descritos, en la Figura 3 se muestra el  
alineamiento realizado con el programa  
Antheprot de los dominios NBD1 y NBD2, con  
sus respectivos motivos Walker A, Walker B y  
firma ABC de M. grisea, B. cinerea, G. pulicaris  
y M. graminicola. Asimismo, se resaltan sus  
similitudes y diferencias. No se incluyó el  
transportador FcABC1 debido a que sólo se  
tiene una secuencia parcial del gen y  
corresponde a una región transmembranal.  
En Gibberella pulicaris, hongo necrotrófico  
que infecta a Solanum tuberosum, se ha visto  
que durante la infección, el patógeno se expone  
a las fitoalexinas rishitina y lubimina. Se ha  
demostrado que en este patógeno, el gen  
Gpabc1 codifica para un transportador ABC, el  
cual es necesario para la tolerancia a  
fitoalexinas y virulencia en papa. El gen Gpabc1  
muestra alta homología con el gen ABC de M.  
grisea. Mutantes en el gen Gpabc1 muestran  
una disminución en su virulencia y en su  
capacidad para metabolizar rishitina y lubimina  
Conservación de los transportadores ABC  
en fitopatógenos. En el genoma de hongos de  
(Fleibner et al., 2002).  
10 a 30 genes por megabase deADN genómico  
En el caso de Fusarium culmorum,  
codifican para transportadores, siendo  
mayoritarios los transportadores MFS (Major  
Facilitator Superfamily por sus siglas en inglés),  
respecto a los transportadores ABC. No  
obstante, parece no haber correlación entre la  
patógeno que afecta las raíces de cebada, se  
identificó el gen FcABC1, el cual codifica para  
un transportador ABC homólogo a los  
transportadores ABC1 de M. grisea y Gpabc1  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
cantidad de transportadores ABC codificados  
por el hongo con su patogenicidad; por ejemplo,  
en Aspergillus nidulans (saprófito) y Aspergillus  
fumigatus (patógeno) dos especies  
relativamente cercanas, se observó que el  
genoma de ambas especies contiene 45  
transportadores ABC (Coleman y Milonakys,  
fitopatógenos como B. cinerea, M. grisea,  
Phytophthora infestans, Alternaria alternata,  
Colletotrichum lagenarium y Fusarium  
oxysporum. Para confirmar la presencia de los  
transportadores ABC en los fitopatógenos,  
realizaron análisis de Southern blot, utilizando  
como sonda un fragmento del gen PMR1  
2
009). Por tanto, ¿Qué ha llevado a ciertos  
(involucrado en patogenicidad), mediante PCR  
transportadores ABC en adjudicarse la función  
de patogenicidad?  
con oligonucleótidos degenerados y utilizando  
como templado el DNA genómico de los  
diversos fitopatógenos; amplificaron un  
fragmento del gen de interés a partir de cada  
una de las especies en estudio y los  
Young et al. (2001) realizaron un estudio  
sobre la distribución de las secuencias  
consenso de transportadores ABC en diversos  
Figura 3. Alineamiento de los dominios NBD1 y NBD2 de M grisea (NCBI; accesión AAB86640), B cinerea  
NCBI, accesión CAB52402), G pulicaris (NCBI; accesión CAC40023) y M graminicola(NCBI; accesión  
(
AAK153149); con el programa Clustalw. La línea indica los motivos Walker A, B y la firma ABC  
característica de la familia de transportadoresABC. *indica los aminoácidos conservados.  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
secuenciaron. El alineamiento de las  
secuencias que contienen los tres motivos  
característicos de los transportadores ABC,  
mostró que en los fitopatógenos analizados, la  
secuencias consensos están altamente  
conservadas (De Hertogh et al., 2006) aunque  
esto no necesariamente indica asociación  
directa con la patogénesis. Estudios de  
funcionalidad han sugerido una especialización  
de ciertos transportadores ABC en la  
patogénesis; tal es el caso del gen ABC1 (M.  
grisea), BcatrB (B. cinerea), Gpabc1 (G.  
pulicaris), FcABC1 (F. culmorum) y MgAtr4 (M.  
graminicola). La mayoría de los genes antes  
citados han sido ubicados dentro de la familia  
PDR (Coleman y Mylonakis, 2009). No obstante,  
aún no es clara la forma en que esos  
transportadores ABC se especializaron en la  
virulencia y cómo adquirieron esa función. Por  
medio de análisis filogenéticos entre  
transportadores ABC y MFS de hongos  
ascomicetos y basidiomicetos, se ha  
demostrado que existen notables diferencias en  
la evolución de las familias y subfamilias de  
dichos genes, pues se ha observado que en  
las familias de genes, las características  
estructurales adquiridas se conservan  
extraordinariamente durante el proceso evolutivo  
bacterias (Anjard et al., 2002). Posterior a su  
transferencia a los organismos superiores, los  
dominios NBD de los transportadores ABC se  
vieron sujetos a eventos de multiplicación/  
deleción, como resultado de las presiones de  
selección a la que están sujetos los organismos.  
Esta propuesta se sustenta en el hecho de que  
actualmente en los procariontes, los  
transportadores ABC constan de dos o más  
polipéptidos y requieren dimerizarse para ser  
funcionales. En contraste, en los eucariontes,  
los transportadores ABC son codificados como  
un solo polipéptido, generalmente funcional  
(Anjard et al., 2002). El hecho anterior establece  
que aunque los NBD comparten el mismo origen  
evolutivo y mecanismos de transporte  
comunes, todo indica que a lo largo de la  
evolución los dominios NBD se han acoplado  
al evento catalítico de distintas subfamilias de  
transportadores hasta dar origen a lo que hoy  
conocemos como los transportadores ABC.  
En Saccharomyces cerevisiae, organismo  
cuyo genoma fue el primero en ser secuenciado,  
es donde mejor se ha estudiado el mecanismo  
de acción de los transportadores ABC. En este  
hongo levaduriforme Rank y Hansen (1973)  
reportaron el primer fenotipo PDR (de sus siglas  
en inglés; pleiotropic drug resistance) y  
sugirieron que una sola mutación en los factores  
de transcripción Pdr1 y Pdr3 era la responsable  
del fenotipo PDR, la cual generalmente se  
asocia con la resistencia a múltiples drogas  
(Gbelska et al., 2006). Este hecho sugiere que  
miembros de la familia ABC han sido sujetos a  
las fuerzas evolutivas, originando con ello la  
especialización de transportadores ABC a  
múltiples funciones, entre las que se destaca  
su participación en la patogénesis (Anjard et al.,  
(
Seret et al., 2009). La mutación per se  
incrementa la expresión de genes tales como  
Pdr5p, Snq2p, Pdr10p, Pdr15p y YNR70wp;  
análisis del genoma de S. cerevisiae  
confirmaron que esos genes son miembros de  
la subfamilia de transportadores ABC.  
2002; Gbelska et al., 2006).  
Discusiones y conclusiones  
Estudios filogenéticos han demostrado que  
existe una alta conservación entre los dominios  
de unión a ATP (NBD) presentes en los  
organismos eucariontes y los dominios de unión  
aATP de los organismos procariontes (Seret et  
al., 2009). El alto nivel de homología ha dado  
pie a la hipótesis de que los dominios NBD de  
los transportadores ABC de animales, hongos  
y plantas provienen de un ancestro común, el  
cual probablemente tuvo su origen en las  
Los estudios acerca de los transportadores  
ABC realizados en S. cerevisiae, Candida  
albicans y Aspergillus nidulans, han sido  
fundamentales para entender la función de los  
transportadores ABC, particularmente en la  
adquisición de la resistencia a diferentes drogas  
y medicamentos (Sukla et al., 2003; De Waard  
et al., 2006). En humanos, por ejemplo, los  
transportadores ABC de los hongos patógenos  
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YENY LIZZET COUOH UICAB, BLONDY BEATRIZ CANTO CANCHÉ E IGNACIO ISLAS FLORES: Revisión de las características de los  
transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
C. albicans y Aspergillus nidulans son motivo  
de creciente atención debido a su función de  
resistencia a medicamentos de uso clínico. En  
el caso de hongos fitopatógenos se han  
identificado numerosos transportadores ABC,  
y su función más común es el transporte de  
compuestos tóxicos (Sukla et al., 2003; De  
Waard et al., 2006). No obstante, existen al  
menos cinco reportes de estudios de  
funcionalidad de genes que codifican para  
transportadoresABC (ABC1, BcAtrb, GpABC1,  
FcABC1, MgAtr4) y en ellos se ha evidenciado  
que algunos de los transportadores ABC de  
hongos se han especializado o tienen cierta  
participación en la virulencia de hongos tales  
como Magnaporthe grisea, Botrytis cinerea,  
Gibberella pulicaris, Fusarium culmorum y  
Mycosphaerella graminicola. Mutaciones en los  
genes arriba mencionados ocasionan una  
disminución en la capacidad infectiva de los  
organismos portadores. No obstante, en dichos  
estudios no se considera el hecho de que la  
patogénesis no es un evento que sea  
determinado únicamente por el transportador  
ABC, sino que pueden existir otros elementos  
de regulación génica o químicos (metabolitos  
secundarios) que contribuyan a dicho  
fenómeno.  
se registró con los transportadores MgAtr4 y  
BcAtrB. El resultado anterior parece  
contradictorio dado que se debería esperar que  
los transportadores ABC involucrados en  
virulencia mantuvieran una elevada  
conservación entre ellos. Sin embargo, hasta  
el momento no existe evidencia filogenética que  
establezca que los transportadores asociados  
a virulencia deban agruparse en un solo clado.  
De igual manera, hasta el día de hoy no se ha  
determinado una diferencia estructural o  
filogenética que permita distinguir a los  
transportadores ABC involucrados en  
virulencia con respecto de otros  
transportadores ABC de hongos. Una  
posibilidad para establecer tales diferencias  
pudiera basarse en estudios cristalográficos  
de asociación sustrato-ligando con el fin de  
determinar los aminoácidos que participan o  
son esenciales para la unión de las micotoxinas  
y su transporte hacia el hospedero.  
Actualmente, una de las limitantes para  
tener una mejor comprensión acerca de la  
importancia de los transportadores ABC  
involucrados en fitopatogenicidad, es el limitado  
número de estudios que existen en dicha área.  
No obstante, también representa un área de  
oportunidad debido a la alta demanda de  
productos que permitan un mejor control de los  
microorganismos que inciden sobre los cultivos  
de importancia agronómica. El desarrollo de  
investigación en los transportadores ABC de  
fitopatógenos, particularmente de aquellos  
involucrados en la fitopatogenicidad pudiera  
conducir a la síntesis o descubrimiento de  
nuevos productos (fungitóxicos) o de blancos  
potenciales en las proteínas transportadoras, en  
cuyo caso representarían alternativas de control  
de fitopatógenos.  
Debido al interés por entender cómo es  
que los transportadores ABC participan en la  
patogenicidad/virulencia  
de  
los  
transportadores ABC, Skov et al. (2004)  
realizaron alineamientos tipo Blast y  
comparación de la secuencia de los  
transportadores ABC1, BcAtrb, GpABC1,  
FcABC1, MgAtr4 y seis transportadores  
hipotéticos de Gibberella zeae (accesión  
EAA72194, EAA70810, EAA76260, EAA78585,  
EAA67787 y EAA77558) donde su análisis  
demostró que entre los transportadores existen  
diferentes niveles de homología, por ejemplo,  
la proteína FcABC1 tiene 98 % de homología  
con una proteína hipotética de G. zeae  
Agradecimientos  
A CONACyT por el apoyo económico al  
proyecto No. 45788-Z y la beca Núm. 204766  
otorgada a Couoh-Uicab Yeny. De manera  
particular a los dos revisores anónimos que  
contribuyeron con sus observaciones a  
enriquecer el manuscrito  
(
Accesión EAA72194) y 91 % y 63 % con las  
proteínas GpABC1 y ABC1 de Magnaporthe  
grisea, respectivamente. La mayor divergencia  
de FcABC1 (homología menor o igual al 50 %)  
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YENY LIZZET COUOH UICAB, BLONDY BEATRIZ CANTO CANCHÉ E IGNACIO ISLAS FLORES: Revisión de las características de los  
transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
OSWALD, C., L. B. Hollan, and T. Schmitt. 2006. The motor domains  
Literatura citada  
of ABC transporter. ¿What can structures tell us?. Archives  
of Pharmacology 372: 385-399.  
ALTENBERG, G. 2003. The engine ofABC proteins. New Physiology  
Science 18: 191-195.  
ANJARD, C. and F. William. 2002. Evolutionary analysis of ABC  
transporter of Dictyostelium discoideum. Journal Molecular  
Evolution 48: 22-41.  
RANK, G. H., and B. Hansen. 1973. Single nuclear gene inherited  
cross resistance and collateral sensitivity to 17 inhibitors of  
mitochondrial function in S. cerevisiae. Molecular and General  
Genetics 126: 93-102.  
SAIER, M. Jr., M. Sliwinski, S. Pao, R. Skurray, and H. Nikaido.  
COLEMAN, J. and E. Mylonakis. 2009. Efflux in Fungi: La Piece de  
Resistance. PLoS Pathogens 5(6): 1-7.  
1
998. Evolutionary origins of multidrugs and drug specific  
pumps in bacteria. The FASEB Journal 12: 265-274.  
SAURIN, W., M. Hofnung, and E. Dassa. 1999. Getting In or Out:  
early segregation between importers and exporters in the  
evolution ofATP-Binding Cassette (ABC) transporters. Journal  
of Molecular Evolution 48: 22-41.  
SCHNEIDER, E. and S. Hunke. 1998. ATP binding cassette (ABC)  
transport system: functional and structural aspects of the  
ATP hydrolisyng subunits domains. FEMS Mycrobiology  
Review 1: 1-20.  
DAWSON, R., K. Hollenstein, and K. Locher. 2007. Uptake or  
extrusion: crystal structures of full ABC transporter suggest  
a common mechanism. Molecular Microbiology 65 (2): 250-  
2
57.  
DE HERTOGH, B., F. Hancy, A. Goffeau, and P. V. Baret. 2006.  
Emergence of species- specific transporters during evolution  
of the Hemiascomycete phylum. Genetics 172: 771-781.  
DE WAARD, M., A. Andrade, K. Hayashi, H. Schoonbeek, I.  
Stergiopoulos, and L. Zwier. 2006. Impact of fungal drug  
transporters on fungicide sensitivity, multidrug resistance and  
virulence. Review Pesticide Manager Science 62: 195-207.  
FLEIBNER,A., C. Sopalla, and K. M. Weltring. 2002.An ATP-binding  
cassette multidrug-resistance transporter is necessary for  
tolerance of Gibberella pulicaris to phytoalexins and  
virulence on potato tubers. Molecular Plant Mycology  
Interaction 15(2): 102-108.  
GBELSKA, Y., J. Krijger, and K. D. Breunig. 2006. Evolution of gene  
families: the multidrug resistance transporter genes in five  
related yeast species. FEMS Yeast Research 6: 345-355.  
HIGGINS, C. F. 1998. ABC transporter: from microorganism to  
man. Annual Review of Cell Biology 8: 67-113.  
SENIOR, M., A. Shawi, and W. Bastch. 1995. The catalytic cycle of  
P-glycoprotein. FEBS Letter 377: 285-289.  
SERET, M., J. F. Diffels, A. Goffeau, and P. Baret. 2009. Combined  
phylogeny and neighborhood analysis of the evolution of the  
ABC transporters conferring multiple drug resistance in  
hemiascomycete yeasts. BMC Genomics 10: 459.  
SCHOONBEEK, H., G. Del Sorbo, and M. A. De Waard. 2001. The  
ABC transporter BcatrB affects the sensitivity of Botrytis  
cinerea to the phytoalexin resveratrol and the fungicide  
fenpiclonil. Molecular Plant-Microbe Interactions 14(4): 562-  
5
71.  
SKOV, J., M. Lemmens, and H. Giese. 2004. Role of a Fusarium  
culmorum ABC transporter (FcABC1) during infection of  
wheat and barley. Physiological and Molecular Plant  
Pathology 64: 245–254.  
HOLLENSTEIN C., D. C. Frei, and K. Locher. 2007. Protein structure  
of an ABC transporter in complex with its binding. Nature 446  
(7132): 213-216.  
STERGIOPOULOS, I., L. Zwier, and M. De Waard. 2003. The ABC  
Transporter MgAtr4 is a virulence factor of Mycosphaerella  
graminicola that affects colonization of substomatal cavities  
in wheat leaves. Molecular Plant-Microbe Interactions 16(8):  
JONES, P. M. and A. M. George. 1999. Subunits interactions in  
ABC transporter: toward a functional or architecture. FEMS  
Mycrobiology Letter 179(2): 187-202.  
JONES, P. M. and A. M. George. 2002. Mechanism of ABC  
transporter: a molecular dynamics simulation of a well  
characterized nucleotide binding subunit. Proceedings of the  
National Academy of Sciences U.S.A. 99(2): 12639-12644.  
JONES, P. M. andA. M. George. 2004. TheABC transporter structure  
and mechanism: perspectives on recent research. Cellular  
and Molecular Life Sciences 61: 682-699.  
6
89-698.  
STERGIOPOULOS, I., M. Groenewald, M. Staats, P. Lindhout, P. Cerous,  
and J. Pierre. 2007. Mating-type genes and the genetic  
structure of a world-wide collection of the tomato pathogen  
Cladosporium fulvum. Fungal Genetic and Biology 44: 415-  
4
29.  
SUKLA, S., P. Saini, S.,Ambudkar, and R. Prasad. 2003. Functional  
characterization of Candida albicans ABC transporter cdr1p.  
Eukaryotic Cell 2: 1136-1375.  
URBAN, M., T. Bhargava, and J. E. Hamer. 1999. An ATP-driven  
efflux pump is a novel pathogenicity factor in rice blast  
disease. EMBO Journal 18(3): 512-521.  
VANDER DOES, C. and R. Tampe. 2004. How do ABC transporters  
drive transport?. Biological Chemistry 385: 927-933.  
YOUNG, L., H. Hamamoto, R. Nakaune, O. Nawata, K.Akutsu, and  
T. Hibi. 2001. Distribution of the consensus sequences of  
ABC transporter gene among several taxonomically distinct  
phytopathogenic fungi. Journal of General Plant Pathology  
LEE, J., I. L. Urbastch,A. E. Senior, and S. Wilkens. 2002. Projection  
structure of P-glicoprotein by electron microscopy. Evidence  
for a closed conformation of the nucleotide binding domains.  
Journal of Biological Chemistry 277: 40125-10131.  
GANG, L., J. Westbrooks, A. Davidson, and J. Chen. 2005. ATP  
hydrolysis is required to reset the ATP-binding cassette dimer  
into the resting-state conformation. Proceedings of the  
National Academy of Sciences, U.S.A. 102(50): 17969-17974.  
MOODY, J., L. Millen, D. Binns, and T. Philps. 2002. Cooperative  
ATP dependent association of the nucleotide binding cassettes  
during the catalytic cycle of ATP binding cassette transport.  
Journal of Biological Chemistry 277(24): 21111-21114.  
NIKAIDO, H. 2002. ¿How are the ABC transporters energized?.  
Proceedings of the National Academy of Sciences U.S.A. 23:  
67: 106-110.  
9
609-9610.  
Este artículo es citado así:  
Couoh-Uicab, Y., B. Canto-Canché e I. Islas-Flores. 2010. Revisión de las características de los  
transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.TECNOCIENCIA Chihuahua 4(2): 87-96.  
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transportadores ABC involucrados en patogénesis fúngica.  
Resúmenes curriculares de autor y coautores  
YENY LIZZET COUOH UICAB. Cursó la carrera de Biología en el Instituto Tecnológico de Conkal. Actualmente cursa el Doctorado en  
Ciencias y Biotecnología de Plantas en el Centro de Investigación Científica de Yucatán. e-mail: liz@cicy.mx.  
IGNACIO ISLAS FLORES. Cursó la carrera de Biología en la Facultad de Ciencias de la UNAM, la maestría en Biotecnología Vegetal en el  
Instituto Tecnológico de Mérida, y el Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas en el Centro de Investigación Científica de  
Yucatán. Realizó un Posdoctorado en el Instituto de Biotecnología de la UNAM. Tiene 16 publicaciones internacionales, 6 artículos  
de divulgación nacional y 5 capítulos de libro. Actualmente es investigador titular B del Centro de Investigación Científica de  
Yucatán y es miembro nivel 1 del Sistema Nacional de Investigadores. e-mail: islasign@cicy.mx.  
BLONDY BEATRIZ CANTO CANCHÉ. Cursó la carrera de Químico Biólogo Bromatólogo en la Facultad de Química de la UADY, tiene un  
Doctorado en Ciencias y Biotecnología de Plantas en el Centro de Investigación Científica de Yucatán. Realizó un Posdoctorado  
en el Instituto de Biotecnología de la UNAM. Tiene 13 publicaciones internacionales, 3 artículos de divulgación nacional y 1 capítulo  
de libro. Actualmente es investigador titular A del Centro de Investigación Científica de Yucatán y es miembro nivel 1 del Sistema  
Nacional de Investigadores. e-mail: cantocanche@cicy.mx.  
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