La UDP-Glc : Glicoproteína glucosiltransferasa es un sensor del plegamiento de glicoproteínas : estudio de su especificidad

• Autores: Sousa, Marcelo Carlos
• Año de publicación: 1995
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Parodi, Armando José
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El retículo endoplásmico (RE) es el compartimiento de síntesis, modificación post-traduccionaly plegamiento de proteínas y glicoproteínas que serán destinadas asecreción, membrana plasmática o distintas organelas de los sistemas endocítico yexocítico. Una de las modificaciones post-traduccionales mas frecuentes, la N-glicosilación,está relacionada con el plegamiento de las proteínas ya que sin laadición de los oligosacáridos, numerosas proteínas son incapaces de alcanzar suconformación nativa. En general, los intermediarios de plegamiento, las proteínas no totalmente ensambladas,las proteínas mal plegadas y los agregados son selectivamente retenidos en el RE. El transporte hacia el aparato de Golgi ocurre solamente cuando las proteínas se hanplegado correctamente y se han ensamblado para el caso de los multímeros. Esteimportante fenómeno, que asegura la integridad funcional de las proteínas que salendel RE, ha sido denominado "control de calidad” del RE. Para el caso de las glicoproteínasla estructura o grado de procesamiento de sus oligosacáridos ha sido postuladocomo una señal para la retención o el transporte de las mismas. La N-glicosilación comienza en la mayoría de los eucariotas con la transferencia de unoligosacárido de estructura Glc3Man9GlcNAc2desde un intermediario lipídico (dolicol-P-P-oligosacárido), a proteínas nacientes en el RE. Inmediatamente luego dela transferencia, los tres residuos de glucosa son removidos por las glucosidasas I y II. Es importante notar que no se encuentran residuos de glucosa unidos a losoligosacáridos de proteínas maduras. Parodi y colaboradores demostraron que los oligosacáridos unidos a proteína sontransitoriamente reglucosilados dentro del RE mediante la acción de la enzima UDP-Glc:glicoproteínaglucosiltransferasa. Esta enzima fue purificada a homogeneidad apartir de hígado de rata y de Schizosaccaromyces pombe,y demostró ser una proteínasoluble del RE que depende del Ca²+ para su actividad y que utiliza UDP-Glc comodador de glucosa. En cuanto a la glicoproteína aceptora, en un ensayo libre de células,ésta debe estar desnaturalizada para funcionar eficientemente como aceptor. Experimentos presentados en este trabajo de Tesis demuestran que el efecto de ladesnaturalización no se debe a que esta vuelve accesibles los oligosacáridos quepudieran estar no disponibles en la estructura nativa. Por el contrario, la enzimareconoce en el esqueleto proteico elementos expuestos en las conformadones desnaturalizadaspero no en las nativas de las glicoproteínas. Al mismo tiempo el grado de procesamiento de los oligosacáridos por α-manosidasasdel RE, modula la capacidad aceptora de las glicoproteínas ya que los oligosacáridos Man7GlcNAc2 y MangGlcNAc2 fueron glucosilados con velocidades del 15 y 50 %respectivamente de la velocidad con que se glucosiló el Man9GlcNAc2. Un estudio detallado de las bases moleculares del reconocimento de glicoproteínasdesnaturalizadas por la glucosiltransferasa permitió establecer que: (a) No existeninguna secuencia consenso de aminoácidos que sea reconocida por la enzima. (b) Laglucosiltransferasa reconoce el residuo mas interno de N-acetilglucosamina de losoligosacáridos de las glicoproteínas sustrato. Esto le permite distinguir entre glicoproteínasdesnaturalizadas y proteínas desnaturalizadas dado que las proteínas no contieneneste residuo. (c) La glucosiltransferasa interactúa con aminoácidos hidrofóbicos. Esto y otros datos mostrados, sugiere que los residuos hidrofóbicos expuestos enlas conformaciones no nativas de las glicoproteínas podrían ser el otro elemento reconocidopor la enzima para seleccionar estas estructuras. (d) La capacidad aceptora delas glicoproteínas disminuye a medida que éstas adquieren estructura nativa. A. Helenius ha propuesto recientemente un modelo en el cual la calnexina (unaproteína de membrana del RE), la glucosidasa II y la UDP-Glc:glicoproteína glucosiltransferasaforman parte del mecanismo de control de calidad del plegamiento deglicoproteínas en el RE. De acuerdo al mencionado modelo, las glicoproteínas serían deglucosiladas por laglucosidasa II y, si no se encuentran correctamente plegadas, sufrirían una reglucosilacióncatalizada por la glucosiltransferasa. La calnexina es capaz de unir glicoproteínascon oligosacáridos monoglucosilados, por lo tanto, las glicoproteínas no plegadasserían unidas por la calnexina siendo retenidas dentro del RE dado que la calnexinaes una proteína de membrana. Este ciclo continuaría hasta que las glicoproteínasadquieren sus estructuras terciarias nativas. En estas condiciones dejarían de sersustrato de la glucosiltransferasa y solo serían sustrato de la glucosidasa H que lasliberaría del residuo de glucosa y por lo tanto de la interacción con la calnexinapermitiendo su salida del RE. La glucosiltransferasa tendría un rol fundamental dentro de este modelo ya que seríael sensor de la estructura de las glicoproteínas, marcándolas o no con el residuo deglucosa que determinará su unión a la calnexina.
Fil: Sousa, Marcelo Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.