Rol de la endomanosidasa de Golgi : rescate de mutantes Schizosaccharomyces pombe que simulan la enfermedad congénita de glicosilación CDG-IIb - Etchegaray Elcuaz, Emiliana (2019)
La N-glicosilación es una de las modificaciones post-traduccionales más importantes en la síntesis de proteínas. Este proceso, sumamente complejo, comienza en el RE al unir covalentemente el glicano Glc3Man9GlcNAc2 a la secuencia consenso Asn-X-Ser/Thr (X≠Pro) de las proteínas de la vía secretoria de forma co-traduccional. Luego de la adición de dicho glicano, el mismo es sujeto a múltiples modificaciones en el RE y en el aparato de Golgi, para adquirir una estructura más compleja. Los glicanos cumplen importantes funciones en la célula; cambian las propiedades bioquímicas intrínsecas de una proteína, les confieren estabilidad y actividad biológica; participan en el control de calidad de plegamiento del RE; intervienen en el tráfico intracelular de proteínas; actúan como ligandos en procesos de reconocimiento como la adhesión y la comunicación célula-célula y modulan la respuesta inmune. Se estima que un 40% de las proteínas de una célula eucariota se encuentran N-glicosiladas. Los desórdenes congénitos de glicosilación (CDG) son un grupo de enfermedades humanas causadas por defectos durante la síntesis o procesamiento de glicoproteínas o glicolípidos. Aunque la incidencia en la población suele ser muy baja, cuando ocurren pueden producir severas patologías. La deficiencia de glucosidasa I (GI) produce CDG-IIb, un síndrome con un cuadro clínico muy complejo, con serias dificultades en el desarrollo en el que los pacientes suelen fallecer a los pocos meses de vida por complicaciones multiorgánicas. La GI es la primera enzima que actúa en el remodelado del N-glicano en el RE, hidrolizando la glucosa más distal del glicano Glc3Man9GlcNAc2, acción esencial para los posteriores pasos del procesamiento. Dicha deficiencia provoca un bloqueo en el procesamiento de los N-glicanos. Los pacientes CDG-IIb presentan un perfil de N-glicosilación casi normal, un 80% de las N-glicoproteínas alcanza estructuras maduras normales mientras que un 16% quedan detenidas en estadio G3M9. En células deficientes de GI, la endomanosidasa de Golgi (EM) funciona como un mecanismo alternativo de deglucosilación que permite sobrellevar la falta de GI.. La EM procesa las N-glicoproteínas provenientes del RE que han escapado del accionar de la GI y la glucosidasa II (GII). En el laboratorio utilizamos la levadura de fisión S. pombe carente de GI (∆gls1) como modelo para el estudio de la CDG-IIb. Las mutantes ∆gls1 presentan una morfología alterada, crecimiento lento y acumulación de especies triglucosiladas G3M9. Se cree que la persistencia de estructuras G3M9 en la vía secretoria es en parte responsable del fenotipo aberrante observado en dichas células. La EM es de aparición tardía en la evolución y se encuentra ausente en levaduras. En este trabajo expresamos la endomanosidasa humana (hEM) en el RE y el aparato de Golgi de la cepa mutante S. pombe ∆gls1 para evaluar un efecto de rescate, al eliminar la acumulación de N-glicoproteínas G3M9 en distintos compartimentos de la vía secretoria. Los resultados muestran una visible mejora del fenotipo de la mutante ∆gls1 por la expresión de la hEM en el aparato de Golgi, lo que indicaría que la persistencia de tres Glc en las glicoproteínas es deletérea para las células. Los resultados de esta tesis fueron publicados en "Abrogation of glucosidase I-mediated glycoprotein deglucosylation results in a sick phenotype in fission yeasts: Model for the human MOGS-CDG disorder". Gallo, Valko, Aramburu, Etchegaray, Parodi y D’Alessio. J Biol Chem 2018. 293(52): 19957-19973.