Modificaciones postraduccionales PDF

Preview

Summary

Download Modificaciones postraduccionales PDF

Description

Modificaciones postraduccionales: La expresión de los genes en todos los organismos procariotas y eucariotas, está controlada por una gran variedad de mecanismos. Muchas cadenas polipeptídicas se modifican mientras están unidas al complejo ribosomal o cuando finaliza su síntesis. Como las modificaciones se realizan ya iniciada la traducción se denominan modificaciones postraduccionales. Tras la traducción hay proteínas enzimáticas que ya son activas y otras que precisan ser modificadas. Las proteínas pueden estar constituidas por una cadena polipeptídica o por varias subunidades, y estas últimas pueden ser iguales o distintas, según provengan del mismo gen o de genes diferentes. Las modificaciones postraduccionales son importantes para determinar la función y la actividad de la proteína. De las casi 200 modificaciones distintas que se conocen, la fosforilación es una de las modificaciones más importantes y abundantes, con más del 30% de proteínas modificadas por este proceso. Los principales mecanismos de modificaciones postraduccionales son los producidos en la etiqueta señal, en algunos residuos de aminoácidos (glucosilación, fosforilación, hidroxilación, acetilación, etcétera) y la proteólisis. Acetilación: •

Muchas proteínas están modificadas en su N-terminal.

•

Se observa hasta en un 50% en proteínas de eucariotas

•

Uno de los efectos que presentan esta modificación es el incremento de la resistencia a su degradación.

También se observa una acetilación en la lisina de la histona H4 de manera reversible, que le hace responsable de la regulación de la condensación de la cromatina. El Acetil-CoA es el donador del acetilo para estas reacciones. Hay proteínas con el grupo miristol de 14 carbonos en su N-terminal: El donador para esta modificación es el miristoil-CoA. Esta última modificación permite la asociación de la proteína modificada con las membranas. Carboxilación: Se añade un grupo carboxilo a la cadena lateral de un aminoácido, como en el –CH+2 del aspartato (β-carboxiaspartato), o del glutamato (γ-carboxiglutamato). Este último es esencial para la trombina como factor de coagulación por su acción quelante hacia el Ca+2. También participan en proteínas estructurales del hueso. Metilación: •

La metilación postraduccional de las proteínas ocurre en los nitrógenos y en los oxígenos; el donador de grupos metilo activado es la S-adenosilmetionina (SAM)

•

La N metilación es una modificación permanente y no se conocen enzimas en los mamíferos que puedan eliminar el grupo metilo.

•

Las proteínas también pueden metilarse en los grupos R-tioles de la cisteína.

La metilación de las histonas en el ADN es un regulador importante de la estructura de la cromatina y en consecuencia de la actividad transcripcional. Esta regulación se da en el Lis-20 de las H4, en proteínas musculares y en el citocromo C; estos dos últimos contienen monometil y dimetil-lisina.

Fosforilación: De las más comunes en células animales Reversible (fosforilación y desfosforilación), el fosfato se pone y se quita. Las fosforilaciones que ocurren en la síntesis de glucógeno y fosforilación del glucógeno en los hepatocitos, en respuesta al glucagon que libera el páncreas. Las proteínas que provocan la fosforilación son las cinasas y las que eliminan los fosfatos son las fosfatasas. Las cinasas catalizan la siguiente reacción: ATP + proteína ←→ fosfoproteína + ADP En células animales, la serina, la treonina y la tirosina están sujetas a la fosforilación, que afecta a su grupo –OH. Aunque el nivel de fosforilación de la tirosina es menor, su fosforilación es funcionalmente muy importante. Como un ejemplo, la actividad de numerosos receptores del factor de crecimiento es controlada por la fosforilación de la tirosina. Sulfatación: Ocurre en los residuos de tirosina, como se observa en el fibrinógeno y en algunas proteínas secretoras. El donador del sulfato universal es el 3’-fosfoadenosil-5’-fosfosulfato (PAPS). Puesto que el sulfato es agregado de forma permanente, es necesario para la actividad biológica, es decir, no se encarga de ser un regulador. Glicosilación o glucosilación: Se le da este nombre debido a que se unen de manera covalente las cadenas de oligosacáridos (glicanos). No desempeña un papel en la regulación de la actividad de la proteína. Mantienen la solubilidad de las glicoproteínas y aseguran el plegamiento correcto de los dominios. Esta modificación es frecuente en proteínas de membrana, y casi no se observan en proteínas intracelulares; se observa en eucariotas y virus, pero no en procariotas. Hidroxilación: La función de un gran número de hidroxilasas, presentes en el RE, es la de catalizar la incorporación de grupos –OH a algunas proteínas. Varias hormonas peptídicas, como la oxitocina y la vasopresina, tienen amidación el C-terminal. Debido a lo anterior, una mala hidroxilación del colágeno podría derivar en el desarrollo de escorbuto, acompañado con déficit de vitamina

Modificación con lípidos: Acilación: En general, esta reacción tiene lugar en proteínas citosólicas insolubles, sintetizadas en ribosomas libres. Afecta las cadenas laterales y/o los extremos del polipéptido, incrementando su hidrofobicidad y proporcionando a la proteína un punto de anclaje en la membrana. Los principales ácidos grasos que se incorporan por acilación son: el miristato (14C), el palmitato (16C) y el estearato u oleato (18C). Prenilación (terpenos): Algunas de las proteínas más importantes, cuyas funciones dependen de la prenilación, son aquellas que modulan la respuesta inmune. Estas proteínas incluyen las involucradas en la motilidad, la activación y la proliferación de los leucocitos y en las funciones inmunes de las células endoteliales. Otras de las proteínas modificadas con farnesilo son la proteína ligadora e hidrolizante de GTP, llamada RAS, y las proteínas-G, que se unen e hidrolizan el GTP en las cascadas de señalización intracelular. Estas funciones modifican la respuesta inmune de muchas proteínas preniladas, que son la base de las acciones antiinflamatorias de los fármacos que inhiben las síntesis de colesterol, llamadas estatinas, debido a que disminuyen la síntesis de farnesil pirofosfato y geranil pirofosfato y, por tanto, reducen los episodios inflamatorios.

Formación de puentes disulfuro: Los enlaces de disulfuro se forman generalmente en el lumen del RER, pero no en el citosol, por la enzima proteína-disulfuro isomerasa. Así, los enlaces de disulfuro se encuentran, sobre todo, en proteínas secretoras, lisosomales, y en los dominios exoplasmáticos de las proteínas de la membrana. Este tipo de enlaces se dan en menor cantidad en las proteínas intracelulares que en las extracelulares, favorecen un correcto plegamiento y ayudan a la protección de la conformación nativa de la proteína de la desnaturalización.

Procesamiento proteolítico: También llamada por algunos científicos recorte, es el mecanismo más común de modificaciones, aunque también se presenta la derivación de aminoácidos específicos. Muchas proteínas involucradas en una gama de procesos biológicos se sintetizan como precursores inactivos, que se activan en condiciones adecuadas mediante la proteólisis limitada. A las proteínas inactivas, activadas al retirarles segmentos de la cadena, se las denomina proproteínas, y a los segmentos extraídos, propéptidos....