Regulación de la expresión génica de la delta-aminolevulinato sintetasa por cAMP y glucosa : participación de las quinasas de proteínas A y C - Varone, Cecilia Laura (1998)
El primer paso en la biosíntesis del hemo en las células animales es catalizado por laenzima mitocondrial δ-aminolevulinato sintetasa (ALA-S), que condensa glicina ysuccinil CoA para formar ácido 6-aminolevulínico y que, al menos en hígado, es lalimitante de la velocidad. En hígado esta enzima constitutiva regula la producción dehemo necesario para sintetizar las proteínas citocromos P-450. Aunque en los tejidos animales el nivel de enzima es muy bajo, la transcripción delgen de ALA-S en hígado de animales de experimentación aumenta cuando se lesadministran compuestos porfirinogénicos como el fenobarbital. Diferentes mecanismosfueron propuestos por los que el hemo puede regular la expresión de ALA-S a niveltranscripcional reprimiendo la sintesis del RNA, a nivel postranscipcional disminuyendola estabilidad del mensajero y a nivel postraduccional inhibiendo la entrada de la enzimaa la mitocondria. En el presente trabajo examinamos el mecanismo ejercido por cAMP y glucosa sobrela expresión génica de ALA-S en hepatocitos de ratas normales y con diabetesexperimental, y en cultivos de células HepG2. Se ha demostrado que el cAMP potenciala inducción mediada por fenobarbital, aumentando la cantidad del mRNA de ALA-S através de la activación de la quinasa de proteínas dependiente de cAMP. El efectoinductor ejercido por el fenobarbital es mayor en hepatocitos diabéticos que en normalesdebido probablemente al nivel de cAMP elevado que presentan. Por otro lado, se hademostrado que la glucosa inhibe la inducción de la expresión de ALA-S mediada porfenobarbital en hepatocitos normales pero no en diabéticos. Este efecto glucosa esrevertido por la presencia de dibutiril CAMP,de activadores de la adenilil ciclasa o de uninhibidor de fosfodiesterasa. Se presentan evidencias que los efectos del cAMP y laglucosa son ejercidos a nivel transcripcional. La vida media del mRNA de ALA-S no semodifica en presencia de ellos. Mas aún, los efectos de cAMP y la glucosa semanifiestan en el análisis de tranfecciones transientes de células HepG2 con un vectorque contenie la región promotora del gen ALA-S clonada en 5’ del gen de lacloramfenicol acetiltransferasa. En este tipo de experimentos hemos confirmado ademásque el efecto de cAMP requiere la activación de la proteina quinasa dependiente decAMP ya que hemos obtenido resultados similares cotransfectando con la subunidad Cde la PKA. Finalmente se demuestra que la activación de la PKC actúa negativamentesobre el mRNA de ALA-S, probablemente a nivel transcripcional, de acuerdo a lasdeterminaciones por Northern, slot blot y análisis de transfecciones transientes de células HepG2. Asimismo se observa que el efecto del éster de forbol TPA anula el efectoinductor del cAMP. Es posible que ambos caminos de transducción de señales, queinvolucran la activación de PKA y PKC, estén interconectados en la regulación de laexpresión génica de ALA-S.