Glicosilación de proteínas y control de calidad del plegamiento - Movsichoff, Federico (2007)
La N-glicosilación de proteínas es una de las modificaciones postraduccionales más frecuentes en células eucariotas y consiste en la transferencia en bloc de un oligosacárido de un derivado lipídico, dolicol, a una cadena polipeptídica naciente, reacción que es catalizada por una enzima oligomérica, la oligosacariltransferasa (OST). Dependiendo de la glicoproteína esta modificación puede ser esencial para la adquisición de la estructura terciaria en el lumen del retículo endoplásmico (RE), para el control de calidad del plegamiento en esa organela, para la la correcta localización de las proteínas lisosomales o para los diversos roles que tienen las glicoproteínas en la membrana plasmática o en el medio extracelular. En la primera parte de esta tesis estudiamos el rol del N-glicano en la degradación de glicoproteínas mal plegadas asociada al RE. Se ha propuesto que la formación del isómero B de Man8GlcNAc2 (M8B) por la α-manosidasa I del RE constituye una señal para enviar a las glicoproteínas que se encuentran irremediablemente mal plegadas al proteasoma para su degradación. Contrariamente a lo informado en la literatura, pudimos detectar in vivo, pero no in vitro, una actividad muy débil de α-manosidasa en Schizosaccharomyces pombe. La enzima degrada a Man9GlcNAc2 dando M8B y es inhibida por kifunensina. Las células de S. pombe poseen una capacidad muy limitada de demanosilar el Man9GlcNAc2 presente en glicoproteínas mal plegadas, incluso luego de una larga estadía en el RE. A su vez, no se detectó una degradación preferencial de las glicoproteínas que contenían M8B. Sin embargo, la disrupción del gen que codifica a la α-manosidasa impidió casi por completo la degradación de una glicoproteína mal plegada. Este trabajo, junto con otros resultados cognitivos publicados anteriormente, pueden ser explicados asumiendo que el rol de la α-manosidasa del RE en la degradación de glicoproteínas es independiente de su actividad enzimática. De esta forma, la enzima se comportaría como una lectina que uniría oligosacáridos de polimanosa de diversas estructuras y pertenecería, junto con sus homólogos Htm1p/Mnl1p/EDEM, a una cadena de transporte responsable de enviar a las glicoproteínas irremediablemente mal plegadas a los proteasomas. La kifunensina y el 1-deoximanojirimicina, al ser análogos de manosa, se comportarían como inhibidores de la actividad de lectina de la manosidasa del RE y/o de Htm1p/Mnl1p/EDEM. En la segunda parte de esta tesis estudiamos la especificidad de la OST con respecto al oligosacárido dador. La mayoría de los eucariotas muestran una marcada preferencia para la transferencia tanto in vivo como in vitro del mayor oligosacárido unido a dolicol-P-P (Glc3Man9GlcNAc2) a las proteínas nacientes frente a los intermediarios biosintéticos que carecen de los tres residuos de glucosa. La OST es un complejo multimérico formado por ocho subunidades, una de las cuales, la Stt3p, es la subunidad catalítica. Los tripanosomátidos carecen del complejo multimérico de la OST y expresan en cambio solo esta última proteína. Contrariamente a la OST de la mayoría de las células eucariotas, la Stt3p de estos parásitos transere Man7−9GlcNAc2 y Glc1−3Man9GlcNAc2 a la misma velocidad en ensayos libres de células. Reemplazamos la Stt3p de Saccharomyces cerevisiae por su homólogo de Trypanosoma cruzi y encontramos que el complejo de la OST que se forma transfiere preferentemente el oligosacárido triglucosilado tanto in vitro como in vivo. Por lo tanto, la preferencia por Glc3Man9GlcNAc2 es una característica determinada por el complejo y no por la subunidad catalítica. Los resultados incluidos en la presente tesis dieron lugar a las siguientes publicaciones: Preferential transfer of the complete glycan is determined by the oligosaccharyltransferase complex and not by the catalytic subunit. Castro O., Movsicho F. and Parodi A.J. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 103(40): 14756-60, 2006. Characterization of Schizosaccharomyces pombe ERα -Mannosidase: A Reevaluation of the Role of the Enzyme on ER-associated Degradation. Movsicho F., Castro O.A. and Parodi A.J. Mol. Biol. Cell, 16(10): 4714-4724, 2005.