Proteína glucosilfosfatidilinositol
Páginas: 5 (1235 palabras)
Publicado: 22 de junio de 2011
GLUCOSILFOSFATIDILINOSITOL (GPI)
Estructura
La molécula de GPI tiene una estructura altamente conservada a lo largo de la evolución, siendo muy similar en los organismos unicelulares más sencillos y en los mamíferos. Consta de una molécula de fosfatidilinositol, un núcleo glucano formado por una molécula de N-glucosamina y 3 manosas, y una molécula de fosfoetanolamina (fig. 1).
Launión a la membrana se realiza a través de la molécula de fosfatidilinositol, que se inserta en la bicapa lipídica mediante los ácidos grasos situados en los carbonos 1 y 2 del glicerol. El primero de ellos se une a través de un enlace éter, mientras que el segundo suele ser un ácido graso altamente insaturado, como el ácido araquidónico, que se une como radical acilo. En los mamíferos hay untercer ácido graso, generalmente ácido palmítico, que se une al inositol. Esta estructura proporciona a la molécula de GPI resistencia frente a la fosfolipasa C producida por bacterias como Bacillus thuringiensis y Staphylococcus aureus.
El núcleo glucano de GPI está formado por una molécula de N-glucosamina que se une mediante un enlace (1-6) al inositol. Éste a su vez, está unido a 3 manosas através de diferentes enlaces alfaglucosídicos. La manosa terminal está unida, a través de su sexto carbono, a una molécula de fosfoetanolamina, cuya amina reacciona con el grupo carboxilo terminal de la proteína que va a ser anclada a la membrana.
Aunque la estructura del núcleo glucano de la molécula de GPI es similar en organismos unicelulares sencillos y en mamíferos, puede haber diferencias en lasmoléculas que se unen como «cadenas laterales». Así, el grupo hidroxilo del C-2 de la manosa que se une a glucosamina puede estar unido a una molécula de fosfoetanolamina que no forma enlace con ninguna cadena polipeptídica. Además, el grupo hidroxilo del C-4 de esa misma manosa aparece unido a N-acetilgalactosamina o a oligosacáridos. Finalmente, en el C-2 de la manosa terminal puede haber una omás manosas unidas al grupo hidroxilo.
Biosíntesis
La síntesis de GPI comienza en la cara externa del retículo endoplásmico y se completa en la cara interna del aparato de Golgi. El primer paso de la síntesis (fig. 2) consiste en la unión de N-acetilglucosamina (GlcNAc) a fosfatidilinositol por acción de la enzima glucosiltransferasa, que utiliza uridina difosfato-GlcNAc como sustrato; elproducto resultante de esta unión se desacetila para obtener glucosamina-fosfatidilinositol (GlcN-PI). A continuación la dolicol-fosfato-manosa y la fosfatidil-etanolamina actúan como donadores de manosa y fosfoetanolamina, respectivamente. Luego se forma un complejo que se compone de proteínas que se combinan con el precursor de GPI sintetizado y que es transportado al aparato de Golgi, donde lasproteínas sufren una modificación de su unión a la molécula de GPI para insertarse finalmente en la membrana plasmática como proteínas ancladas a GPI maduras.
Con el fin de identificar los genes implicados en las rutas de síntesis de GPI se han empleado como modelo las eucariotas. Hasta la fecha, Kinoshita y colaboradores, han identificado cerca de 20 genes relacionados con las enzimas yproteínas que intervienen en la síntesis de GPI en mamíferos. La enzima implicada en el primer paso de la ruta de síntesis de GPI es la GPI-N-acetilglucosaminiltransferasa, que se localiza en el retículo endoplásmico y se compone de al menos 6 subunidades proteícas diferentes (fig. 3): pig-a, pig-c, pig-h, gpi1, pig-p y dpm2, de las que pig-a es la responsable de la actividad catalítica de latransferasa y cuyo gen ha sido el primer gen clonado de este complejo.
En una segunda etapa, la reacción de síntesis de GPI es catalizada por pig-l, mientras que la unión de las manosas (fig. 3) está mediada por pig-m y pig-b. La reacción entre la fosfoetanolamina; el primer y tercer residuos de manosa se produce gracias a pig-n y pig-f, y a pig-o, respectivamente. Por último, se han identificado...
Estructura
La molécula de GPI tiene una estructura altamente conservada a lo largo de la evolución, siendo muy similar en los organismos unicelulares más sencillos y en los mamíferos. Consta de una molécula de fosfatidilinositol, un núcleo glucano formado por una molécula de N-glucosamina y 3 manosas, y una molécula de fosfoetanolamina (fig. 1).
Launión a la membrana se realiza a través de la molécula de fosfatidilinositol, que se inserta en la bicapa lipídica mediante los ácidos grasos situados en los carbonos 1 y 2 del glicerol. El primero de ellos se une a través de un enlace éter, mientras que el segundo suele ser un ácido graso altamente insaturado, como el ácido araquidónico, que se une como radical acilo. En los mamíferos hay untercer ácido graso, generalmente ácido palmítico, que se une al inositol. Esta estructura proporciona a la molécula de GPI resistencia frente a la fosfolipasa C producida por bacterias como Bacillus thuringiensis y Staphylococcus aureus.
El núcleo glucano de GPI está formado por una molécula de N-glucosamina que se une mediante un enlace (1-6) al inositol. Éste a su vez, está unido a 3 manosas através de diferentes enlaces alfaglucosídicos. La manosa terminal está unida, a través de su sexto carbono, a una molécula de fosfoetanolamina, cuya amina reacciona con el grupo carboxilo terminal de la proteína que va a ser anclada a la membrana.
Aunque la estructura del núcleo glucano de la molécula de GPI es similar en organismos unicelulares sencillos y en mamíferos, puede haber diferencias en lasmoléculas que se unen como «cadenas laterales». Así, el grupo hidroxilo del C-2 de la manosa que se une a glucosamina puede estar unido a una molécula de fosfoetanolamina que no forma enlace con ninguna cadena polipeptídica. Además, el grupo hidroxilo del C-4 de esa misma manosa aparece unido a N-acetilgalactosamina o a oligosacáridos. Finalmente, en el C-2 de la manosa terminal puede haber una omás manosas unidas al grupo hidroxilo.
Biosíntesis
La síntesis de GPI comienza en la cara externa del retículo endoplásmico y se completa en la cara interna del aparato de Golgi. El primer paso de la síntesis (fig. 2) consiste en la unión de N-acetilglucosamina (GlcNAc) a fosfatidilinositol por acción de la enzima glucosiltransferasa, que utiliza uridina difosfato-GlcNAc como sustrato; elproducto resultante de esta unión se desacetila para obtener glucosamina-fosfatidilinositol (GlcN-PI). A continuación la dolicol-fosfato-manosa y la fosfatidil-etanolamina actúan como donadores de manosa y fosfoetanolamina, respectivamente. Luego se forma un complejo que se compone de proteínas que se combinan con el precursor de GPI sintetizado y que es transportado al aparato de Golgi, donde lasproteínas sufren una modificación de su unión a la molécula de GPI para insertarse finalmente en la membrana plasmática como proteínas ancladas a GPI maduras.
Con el fin de identificar los genes implicados en las rutas de síntesis de GPI se han empleado como modelo las eucariotas. Hasta la fecha, Kinoshita y colaboradores, han identificado cerca de 20 genes relacionados con las enzimas yproteínas que intervienen en la síntesis de GPI en mamíferos. La enzima implicada en el primer paso de la ruta de síntesis de GPI es la GPI-N-acetilglucosaminiltransferasa, que se localiza en el retículo endoplásmico y se compone de al menos 6 subunidades proteícas diferentes (fig. 3): pig-a, pig-c, pig-h, gpi1, pig-p y dpm2, de las que pig-a es la responsable de la actividad catalítica de latransferasa y cuyo gen ha sido el primer gen clonado de este complejo.
En una segunda etapa, la reacción de síntesis de GPI es catalizada por pig-l, mientras que la unión de las manosas (fig. 3) está mediada por pig-m y pig-b. La reacción entre la fosfoetanolamina; el primer y tercer residuos de manosa se produce gracias a pig-n y pig-f, y a pig-o, respectivamente. Por último, se han identificado...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.