El citocromo c es una pequeña enzima que desempeña un papel importante en la producción de energía por parte de las mitocondrias. También participa en la señalización de problemas peligrosos que justifican la apoptosis o muerte celular programada. Usando RMN de estado sólido, profesor asociado de la Universidad de Groningen deEspectroscopia de RMN de estado sólido Patrick van der Wel y sus colegas de la Universidad de Pittsburgh han descubierto que la señal inducida por el citocromo c está más controlada de lo esperado. Los resultados fueron publicados en la revista Estructura el 14 de marzo
Si las células no funcionan correctamente, el cuerpo quiere deshacerse de ellas antes de que causen más daño. Diferentes señales pueden hacer que una célula se autodestruya a través de la apoptosis. La muerte celular programada generalizada contribuye a la progresión de enfermedades neurodegenerativas como la enfermedad de Huntington.Una señal fuerte para desencadenar la apoptosis es la oxidación de la cardiolipina, un fosfolípido que solo está presente en la membrana de las mitocondrias, las centrales eléctricas de la célula. "Las mitocondrias tienen dos membranas y esta cardiolipina está presente principalmente en la membrana interna", explica Van der Wel.'Cuando se oxida y se mueve hacia la membrana externa, desencadena la apoptosis'.
átomos
Los fármacos que previenen la oxidación de la cardiolipina también reducen la muerte celular y pueden ralentizar la progresión de la enfermedad de Huntington en modelos animales. Sin embargo, las células aceleran el proceso de oxidación a través de la actividad catalítica del citocromo c, una enzima que contiene un grupo hemo reactivo."Esto sugiere que el evento de oxidación no es accidental, sino que también puede actuar como una señal útil y deseable para la célula", explica Van der Wel.
Van der Wel quiso conocer cómo se produce la oxidación de la cardiolipina por el citocromo c mediante el estudio del comportamiento de la enzima cuando interactúa con la membrana mitocondrial. Para ello, utilizó RMN en estado sólido, una técnica que permitecientíficos para estudiar átomos en moléculas como proteínas o lípidos. "La señal de los átomos que se miden por medio de RMN se ve afectada por el entorno de los átomos. Por lo tanto, un cambio en la forma de la proteína alteraría la señal". Van derWel comparó el citocromo c en solución con el citocromo c unido a la membrana para ver cómo la interacción con la membrana alteraba su estructura.
asa de proteína
'Esperábamos que la proteína estuviera dentro de la membrana, en un estado desplegado que exponía el grupo reactivo del hemo'. El hemo oxidaría fácilmente la cardiolipina. Sin embargo, los resultados mostraron algo diferente. 'La enzima no entrala membrana, pero está unida a dominios de membrana que contienen cardiolipina y permanece plegada. Sin embargo, un bucle de proteína que cubre el grupo hemo a veces se aparta, exponiendo los fosfolípidos al grupo hemo. '
Esta observación sugiere que la acción de la cardiolipina en la apoptosis está regulada hasta cierto punto, y no solo una respuesta pasiva a las condiciones oxidativas. Esto podría tener implicaciones para enfermedades en las que la muerte celular juega un papel importante. 'Si la forma activa deEl citocromo c todavía está plegado, podría ser posible desarrollar fármacos que impidan que oxide la cardiolipina. 'Otro posible punto de intervención es la unión de la enzima a dominios específicos de la membrana. Y finalmente, los problemas con las mitocondrias pueden inducir la apoptosis o laeliminación menos invasiva de solo la mitocondria afectada. 'Si pudiéramos entender cómo se hace esta elección, podríamos influir en este proceso'.
Materiales
Los experimentos descritos en el artículo en Estructura se realizaron en la Universidad de Pittsburgh, donde Van der Wel trabajó antes de su transferencia a la Universidad de Groningen el año pasado. Ahora está construyendo un grupo de RMN de estado sólido en el Instituto Zernike de Materiales Avanzados, parte de la Facultad deCiencia e Ingeniería. "Esta técnica también se utilizará para estudiar formas alternativas de plegamiento de proteínas, por ejemplo, la formación de amiloides. Estos agregados de proteínas juegan un papel en las enfermedades neurodegenerativas, pero también podrían utilizarse para diseñar nuevos materiales funcionales".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :