EN LA VIDA CELULAR
PROTEÍNAS ESENCIALES. Investigadores del CNIO y el IRB Barcelona desvelan el funcionamiento de las proteínas HAT, que sirven de compuertas para la entrada y salida de aminoácidos en las células. Están implicadas en el cáncer o el alzhéimer.
Una mujer con alzhéimer realiza ejercicios para mejorar sus capacidades cognitivas. bruno moreno
Las proteínas de la familia HAT son esenciales para la vida – transportan aminoácidos a través de la membrana celular-. Sin embargo, siendo sus miembros prácticamente idénticos, unos transportan unos aminoácidos y otros no. Esta especialización es responsable de que cada uno de ellos esté involucrado en funciones concretas como, por ejemplo, el crecimiento celular o el funcionamiento de las neuronas, y por ende en enfermedades relacionadas como el cáncer o neurodegenerativas como el alzhéimer. ¿Qué es lo que les confiere esta especificidad y diversidad de funciones?, es una de las preguntas que se hicieron los investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) y del Instituto de Investigación Biomédica (IRB Barcelona) que lideran este estudio, y cuya respuesta publica esta semana la revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
Gracias a las últimas tecnologías de alta resolución estructural como la criomicroscopía electrónica, los investigadores han sido capaces de visualizar con detalle atómico la estructura de uno de los miembros de esta familia de proteínas y, combinado con modelado computacional y el diseño de mutantes de la proteína, entender así su funcionamiento. Los resultados del estudio muestran que solo unos pocos residuos de esta familia de proteínas, situados en regiones muy concretas, seleccionan los aminoácidos específicos a los que se van a unir, y son por tanto los responsables de que desarrollen una función u otra.
Con esta información, el gran reto de los investigadores ahora es encontrar nuevas terapias y herramientas diagnósticas para patologías en las que están implicadas los transportadores de la familia HAT, con especial interés en aquellas enfermedades que representan graves problemas de salud pública como el cáncer o las enfermedades neurodegenerativas como el alzhéimer.
Intervenir su función
Los aminoácidos, los ladrillos básicos que permiten la vida, entran y salen de las células para que éstas puedan crecer, dividirse y desarrollar sus funciones fisiológicas. Esta entrada y salida de las células sucede gracias a las compuertas conformadas por, entre otras, las proteínas de la familia HAT, que se encuentran embebidas en las membranas de las células.
A pesar de que las proteínas HAT son prácticamente idénticas en su estructura, unas transportan unos aminoácidos y no otros, lo que les confiere funciones completamente distintas, como aquellas relacionadas con el crecimiento de las células y su implicación en enfermedades como el cáncer; el funcionamiento de las neuronas; o el transporte de sustancias tóxicas y su implicación en la adicción a sustancias como la cocaína.
Con la finalidad de entender esta especificidad en la función, los científicos se pusieron como objetivo estudiar la estructura tridimensional de esta importante familia de proteínas. «Las técnicas más tradicionales para la determinación de la estructura de proteínas como las que utilizan rayos X han tenido un éxito limitado con proteínas que están embebidas en las membranas biológicas, por lo que muchas preguntas han quedado sin resolver», declara Óscar Llorca, jefe del Grupo de Complejos Macromoleculares en la Respuesta a Daños en el DNA del CNIO.
«La combinación de la resolución de la estructura por crio-microscopía electrónica con cálculos de dinámica molecular y estudios funcionales, supone una plataforma experimental con mucho potencial que permite desentrañar el funcionamiento de transportadores de aminoácidosdice Manuel Palacín, jefe del laboratorio de Transportadores de Aminoácidos y Enfermedad del IRB Barcelona, jefe de grupo en el CIBER de Enfermedades Raras, y Catedrático de la Universidad de Barcelona.