7.4.1 MODIFICACIÓN DE PROTEÍNAS POSTRADUCCIÓN
La
cadena polipeptídica surge del ribosoma como una estructura no funcional:
1.- debe plegarse para formar la
estructura terciara (o cuaternaria) correcta.
2.-
han de sufrir modificaciones postraduccionales como formación de disulfuros,
hidroxilaciones, etc.
3.-
han de alcanzar también su localización final donde muy habitualmente van a
sufrir rupturas proteolíticas específicas.
4.-
se recambian si son erróneas o si son muy «viejas».
Todos estos pueden ocurrir
secuencialmente, pero habitualmente son simultáneos.
- PLEGAMIENTO
Todavía no se sabe con
certeza cómo la información de una secuencia primaria de aminoácidos guía su
estructura tridimensional. El plegamiento comienza en cuanto se sintetizan más
de 30 aa —son los que el ribosoma protege—. Por ejemplo, la ß-galactosidasa
comienza a formar los tetrámeros antes de terminar cada monómero.
La
importancia del plegamiento se refleja en que algunas enfermedades tienen su
base molecular en proteínas mal plegadas:
- La enfermedad de Alzheimer se origina en la acumulación de la proteína ß-amiloide mal plegada
- La enfermedad de las vacas locas, scrapie en ovejas o enfermedad de Creutzfeld-Jacob se debe a la acumulación de la proteína priónica PrP plegada incorrectamente que además cataliza la conversión de las PrP bien plegada en una PrP mal plegada.
Principios del plegamiento
La
secuencia de mecanismos que intervienen en el plegamiento de las proteínas ha
sido descubierta gracias a experimentos clásicos de desnaturalización y
renaturalización de proteínas pequeñas, la aplicación de métodos biofísicos de
análisis, y la construcción de mutantes específicos. Las etapas iniciales del
plegamiento son:
1.-
La formación de las estructuras secundarias. Con ello se disminuye la entropía
(ΔS), por lo que es necesario que la entalpía (ΔH) sea muy negativa para que la
energía libre final (ΔG) sea negativa y permita que se formen.
2.- Eliminación
de las interacciones de los residuos hidrófobos con el disolvente acuoso. De
esta forma se establece la estructura terciaria.
El
ejemplo mejor conocido es el de la proteína GroEL (Hsp60 bacteriana) de E.
coli con la proteína acompañante GroES (Hsp10). El plegamiento se produce
en el anillo toroidal superior.
Siguiendo
las distintas etapas de plegamiento que cataliza la pareja Hsp60/Hsp10 puede
verse la gran cantidad de energía que hay que gastar en conseguir el
plegamiento correcto y no cualquier otro (el gasto termodinámico necesario para
mantener el orden).
- MODIFICACIONES COVALENTES
Pueden ocurrir una vez
finalizada la síntesis del péptido, una vez liberado del ribosoma o, más
frecuentemente, de forma simultánea a su síntesis. Son muchos los tipos de
modificaciones que se pueden encontrar.
- AMINOÁCIDOS MODIFICABLES
Sin tener en cuenta
modificaciones del tipo entrecruzamiento, la unión de fosfatidil-inositol, la
formación de piroglutamato, la formación de diftamida, la formación de
al-lisina o la formación de dionas, los aminoácidos que no se suelen modificar
son Gly, Ala (aminoácidos pequeños), Leu, Ile, Val
o Trp (aminoácidos hidrófobos).
- DESFORMILACIÓN
La desformilasa procariótica
elimina el formilo de la fMet en la primera posición de las proteínas al poco
de aparecer el extremo N fuera del ribosoma.
- PUENTES DISULFURO
Se trata de la formación de
un enlace covalente entre dos Cys de la misma o distintas cadenas
polipeptídicas. Se consigue mediante una reacción redox catalizada por la proteína-disulfuro-isomerasa en
presencia de glutatión, que sufre el proceso inverso (ruptura de su doble
enlace). Si se revierte esta modificación, la proteína se desnaturaliza.
¿esto es post producción protéica?
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