Al dia

Recerca

Descobreixen aspectes claus del control de la destrucció cel·lular de proteïnes

Totes les cèl·lules eucariotes tenen un sistema per destruir les proteïnes defectuoses o aquelles que, després de ser usades, ja no són necessàries, però encara se sap molt poc de com funciona. Un grup d'investigadors del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) ha trobat el mecanisme pel qual es regula: dos enzims, anomenats Rsp5 i Ubp2, activen o desactiven l'activitat del proteasoma, el complex multiproteic encarregat de destruir les proteïnes. La investigació, portada de l'últim número de ‘Molecular Cell’, permetrà entendre millor com es regula l'equilibri cel·lular i la gènesi d'alguns tipus de càncer i de malalties neurodegeneratives com l'Alzheimer.

15 de juny de 2010

L'estudi és portada de l'últim número de la revista
Molecular Cell. Fotografia: Bernat Crosas, CSIC

A la destrucció de proteïnes hi ha dos actors principals: els proteasomes, complexos multiproteics encarregats de degradar les proteïnes inservibles, i la ubiqüitina, una proteïna de mida petita que forma cadenes que, a manera d'etiqueta, 'marquen' les molècules que s’han d’eliminar. Aleshores, aquestes són reconegudes per algun dels receptors del proteasoma (les seves 'portes d'entrada') i, després de retirar la ubiqüitina, són degradades i les seves restes expulsades per ser utilitzats en altres funcions cel·lulars. "Si aquest mecanisme destructor falla, s'acumulen a l'interior de la cèl·lula moltes proteïnes que haurien de ser eliminades, la cèl·lula col·lapsa i pot desenvolupar múltiples patologies", explica el científic del CSIC Bernat Crosas, director de la investigació.

Mitjançant l'estudi de cèl·lules de llevat, els investigadors han descobert que dos enzims, Ubp2 i Rsp5, són responsables d'obrir i bloquejar, respectivament, un dels receptors del proteasoma, l’Rpn10. Els científics destaquen el mecanisme utilitzat per bloquejar el receptor: l'enzim Rsp5 enllaça al receptor una sola molècula d’ubiqüitina per bloquejar-lo, mentre que l'enzim Ubp2 la retira per activar-lo. Fins ara es creia que la ubiqüitina només interactuava amb el proteasoma mitjançant les cadenes de diverses molècules que marquen les proteïnes a eliminar, però no de forma monomèrica.

"Se sap que les cèl·lules tenen una forta demanda de degradació proteica, la qual cosa implica que l'activitat del proteasoma ha d'estar molt ben controlada. Tenint en compte la concentració de proteasomes, centenars de milers en una sola cèl·lula, mecanismes de resposta ràpida com el descobert en aquest treball poden tenir un fort impacte en la degradació proteica total en la cèl·lula", emfatitza Crosas. "Es tracta d'un sistema de regulació molt fi, de manera que qualsevol alteració en les funcions dels enzims Rsp5 o Ubp2 pot conduir a una desregulació dels proteasomes, la qual cosa afecta una gran quantitat de vies mòbils, que necessiten aquests proteasomes per reciclar els seus components; d'aquí l'àmplia connexió amb patologies moleculars", afegeix.

Es creu que algunes malalties neurodegeneratives caracteritzades per una acumulació anòmala de proteïnes que no es degraden podrien estar relacionades amb una disminució de l'activitat dels proteasomes. Un exemple és l'Alzheimer, caracteritzat per la formació d'agregats de proteïna amiloide. La investigació del proteasoma és també una línia capdavantera en el tractament d'alguns càncers i se sap, a més, que alguns tipus de càncer interfereixen sobre l'activitat del proteasoma.

Els investigadors també han trobat que, en condicions d'estrès ambiental, els receptors Rnp10 tenen un menor nivell de bloqueig, és a dir, hi ha menys molècules d’ubiqüitina unides als receptors per bloquejar. Crosas aclareix que "els factors d'estrès com l'augment de la temperatura o l'exposició a compostos químics, com metalls pesants, són perjudicials per a les proteïnes de les cèl·lules. Per això, en condicions estrès és d'esperar que hi hagi més proteïnes danyades i no funcionals, de manera que l'activitat dels proteasomes degradant proteïnes augmentarà".

Més informació

Tòpics de l'article