Una proteína consciente de la calidad
El descubrimiento podría conducir a nuevos enfoques terapéuticos para el Alzheimer y otras enfermedades de mal plegamiento de las proteínas
Los investigadores han identificado una nueva función de una enzima muy conocida: el complejo de la peptidasa señal es responsable del control de calidad de las proteínas de membrana. El descubrimiento de esta nueva función para una enzima clave en la biología celular se ha publicado en 'Science' y podría conducir a nuevos enfoques terapéuticos para el Alzheimer y otras enfermedades de mal plegamiento de las proteínas.
Modelo hipotético de reconocimiento de una proteína de membrana mutante por el complejo de la peptidasa señal. Un mutante de Cx32 asociado a la enfermedad interactúa en el modelo con la subunidad SPCS1 del complejo de la peptidasa señal.
Manuel Hitzenberger
Un equipo interdisciplinar de científicos de Colonia, Heidelberg y Múnich ha descubierto una nueva función de una enzima muy conocida: el complejo de peptidasas de señal del retículo endoplásmico escinde las proteínas de membrana defectuosas para iniciar su degradación. En nuestras células, el retículo endoplásmico se encarga de producir y controlar las proteínas que se segregan de la célula. El complejo de la peptidasa señal corta estas cadenas polipeptídicas para eliminar los péptidos señal que permiten que las proteínas lleguen al retículo endoplásmico en primer lugar, de modo que las proteínas maduras puedan cumplir sus funciones específicas. Un equipo de investigación dirigido por Matthias Feige, catedrático de Bioquímica de Proteínas Celulares de la Universidad Técnica de Múnich (TUM), y Marius Lemberg, catedrático de Bioquímica de la Universidad de Colonia, ha descubierto ahora que el complejo de la peptidasa señal tiene una función hasta ahora desconocida en otro proceso clave de la biología celular: el control de calidad de las proteínas de membrana. Sus hallazgos se han publicado en Science con el título "El complejo de la peptidasa señal humana actúa como enzima de control de calidad de las proteínas de membrana".
Cada célula está rodeada por una bicapa lipídica, que protege el interior de la célula, pero también exige el transporte regulado de moléculas y señales a través de esta capa aislante para permitir una plétora de funciones celulares. Las proteínas de membrana están integradas en esta bicapa lipídica y desempeñan estas funciones. Son esenciales para la supervivencia de la célula y constituyen las dianas farmacológicas más importantes. Para funcionar correctamente, las proteínas de membrana deben adoptar una estructura tridimensional bien definida a nivel atómico. Los fallos en este proceso pueden dar lugar a proteínas defectuosas, lo que a su vez da lugar a numerosas enfermedades, como el cáncer y los trastornos metabólicos y neurodegenerativos.
El equipo exploró varias proteínas de membrana asociadas a enfermedades de nuestro sistema nervioso para entender mejor cómo nuestras células evitan que esas proteínas defectuosas las dañen y causen enfermedades. En el curso de su investigación, observaron que una proteasa -una enzima que escinde otras proteínas- inicia la degradación de las proteínas mutantes defectuosas. Esta degradación es esencial para mantener la función celular. Sin embargo, no pudieron identificar la proteasa implicada. Todos los candidatos conocidos y los inhibidores utilizados habitualmente no nos ayudaron en nuestra búsqueda del mecanismo molecular subyacente", dijo Feige.
El avance se produjo después de que los investigadores identificaran los posibles puntos de corte del complejo de la peptidasa señal. Según los libros de texto, el complejo de la peptidasa señal escinde los péptidos señal durante la maduración de las proteínas secretoras y, hasta ahora, se creía que ésta era su única función", añadió Lemberg. Sin embargo, los investigadores identificaron el complejo de la peptidasa señal como la proteasa que buscaban, revelando que desempeña un papel esencial en el control de calidad de las proteínas de membrana.
Posteriormente, el equipo interdisciplinar de investigadores identificó varias proteínas adicionales que se escinden y cómo esta función inesperada podría estar regulada por la subunidad de la peptidasa de señal SPCS1. Como este factor no es esencial para la función inicialmente descrita en la maduración de proteínas, nos dimos cuenta de que estábamos ante una función no reconocida anteriormente", explicó Feige.
Curiosamente, SPCS1 es uno de los tres únicos genes que están regulados a la baja en todas las regiones cerebrales de los pacientes con la enfermedad de Alzheimer, lo que sugiere que nuestros hallazgos pueden tener importantes implicaciones para nuestra comprensión de la biología humana y los trastornos asociados a la edad", añadió Lemberg. En la enfermedad de Alzheimer se acumulan proteínas defectuosas, lo que se cree que perjudica la función neuronal. Feige concluyó: 'Nuestros hallazgos nos ayudarán a comprender mejor cómo las células controlan la forma molecular de sus proteínas y sientan las bases para muchos estudios futuros'.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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