La UDP-Glc : glicoproteína glucosiltransferasa de Schizosaccharomyces pombe. Una proteína de stress e interviene en el mecanismo de control de calidad del plegamiento de glicoproteínas en el retículo endoplasmático - Fernández, Fabiana S. (1996)
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 proteinas ya que sin laadición de los oligosacáridos, numerosas proteínas son incapaces de alcanzar suconformación nativa. En general, los intermediarios de plegamiento, las proteínasno totalmente ensambladas, las proteínas mal plegadas y los agregados sonselectivamente retenidos en el RE. El transporte hacia el aparato de Golgi ocurresolamente cuando las proteínas se han plegado correctamente y se han ensambladopara el caso de los multímeros. Este importante fenómeno, que asegura la integridadfuncional de las proteínas que salen del RE, ha sido denominado "control de calidaddel RE". Para el caso de las glicoproteínas la estructura o grado de procesamiento desus oligosacáridos ha sido postulado como una señal para la retención o el transportede las mismas. La N-glicosilación comienza en la mayoría de los eucariotas con la transferencia deun oligosacárido de estructura GIc3Man9GlcNAc2 desde 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. Parodi y colaboradores demostraron que los oligosacáridos unidos a proteína sontransitoriamente reglucosilados dentro del RE mediante la acción de la enzima UDP-Glc:glicoproteína glucosiltransferasa. Esta enzima fue purificada a homogeneidada partir de hígado de rata. La característica que hace única a esta enzima es que laglicoproteína aceptora, en un ensayo libre de células, debe estar desnaturalizada paraser un aceptor eficiente. El efecto de la desnaturalización no se debe a que vuelveaccesibles los oligosacáridos que pudieran estar no disponibles en la estructuranativa. Por el contrario, la enzima reconoce en el esqueleto proteico elementosexpuestos en las conformaciones desnaturalizadas pero no en las nativas de lasglicoproteínas. En este trabajo de tesis se purificó a homogenidad la UDP-Glc:glicoproteína glucosiltransferasa de Schizosaccharomyces pombe Esta resultó ser, al igual que laglucosiltransferasa de hígado de rata, una proteína soluble del RE, que requiere Ca2+para su actividad, su pH óptimo es cercano al neutro, utiliza UDP-Glc como dador deazucar y glucosila eficientemene glicoproteínas desnaturalizadas. La enzima puraformó Glc1Man7-9GlcNAc2-proteína cuando se incubó con tiroglobulina desnaturalizada y UDP-Glc. Los mismos compuestos se formaron por glucosilaciónde aceptores endógenos en preparaciones crudas de microsomas de S. pombe. Lamisma actividad no pudo ser detectada en Saccharomyces cerevisiae siendo este elunico organismo eucarionte conocido hasta el momento que carece de actividad deglucosiltransferasa. Se secuenció el gen de la glucosiltransferasa de S. pombe (gpt1). Este codifica para un polipéptido de 1429 aminoácidos (aa), en su extremo N-terminalposee un péptido señal de 18 aa, y en el C-terminal presenta el tetrapéptido PDEL querepresentaría una nueva señal de retención para proteínas solubles del RE en S. pombe. Se ha propuesto recientemente un modelo en el cual la calnexina (unaproteina de membrana del RE), la glucosidasa II y la UDP-Glc:glicoproteínaglucosiltransferasa forman parte del mecanismo de control de calidad delplegamiento de glicoproteínas en el RE. De acuerdo al mencionado modelo, lasglicoproteinas serían deglucosiladas por la glucosidasa II y, si no se encuentrancorrectamente plegadas, sufrirían una reglucosilación catalizada por laglucosiltransferasa. La calnexina es capaz de unir glicoproteínas con oligosacáridosmonoglucosilados, por lo tanto, las glicoproteínas no plegadas serían unidas por lacalnexina siendo retenidas dentro del RE dado que la calnexina es una proteína demembrana. Este ciclo continuaría hasta que las glicoproteínas adquieren susestructuras terciarias nativas. En estas condiciones dejarían de ser sustrato de laglucosiltransferasa y solo serían sustrato de la glucosidasa II que las liberaría delresiduo de glucosa y por lo tanto de la interacción con la calnexina permitiendo susalida del RE. La glucosiltransferasa tendria un rol fundamental dentro de estemodelo ya que sería el sensor de la estructura de las glicoproteinas, marcándolas o nocon el residuo de glucosa que determinará su unión a la calnexina. La síntesis del mRNA de gpt1 fue aumentada entre 2 y 9 veces en condiciones que sesabe afectan el plegamiento de las proteínas en el RE. Esta fue la primera evidenciaobtenida in vivo que estaría de acuerdo con la participación de la glucosiltransferasaen el mencionado mecanismo de control de calidad en el RE. Hasta el momento estohabia sido inferido por la capacidad de glucosilar in vitro solo glicoproteínasdesnaturalizadas. Sin embargo la disrupción del gen gpt1 en S. pombe resultó no serletal para les células. Las células gptl - pudieron crecer sin inconvenientes a lastemperaturas ensayadas, solo presentaron una pequeña diferencia de tamaño.