chaperonas y chaperoninas

Chaperoninas: plegamiento mediante aislamiento
Artículo publicado en junio de 2011
José María Valpuesta
Centro Nacional de Biotecnología, CSIC
28049 Madrid
jmvcnb.csic.es
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Las chaperoninas utilizan su estructura para ayudar en el plegamiento de muchas proteínas mediante un mecanismo muy general pero poco eficiente, que se basa en el aislamiento de la proteína aplegar. En los organismos eucariotas esta arquitectura ha generado la chaperonina CCT, que pliega eficientemente un reducido número de proteínas. 
 
Aunque es conocido desde los trabajos seminales de Anfinsen que las proteínas almacenan en su propia secuencia aminoacídica la información con la que adquirir su conformación final, también es cierto que en muchas ocasiones no les es posibleadquirir tal conformación por sí solas, rodeadas como están en la célula por una concentración tan alta de solutos (1). Para resolver este problema, la naturaleza ha diseñado un tipo de proteínas que se encargan de ayudar a todas las demás a adquirir esa conformación nativa, son las denominadas chaperonas moleculares. Éstas forman un grupo muy variado en cuanto a su tamaño y estructura, una gran parte deellas actúa mediante un mecanismo similar, que consiste en ofrecer a la proteína desnaturalizada una superficie con la que interaccionar adecuadamente, librándola de otro tipo de interacciones contraproducentes. 
Uno de los ejemplos más evidentes de este mecanismo es el de las chaperoninas o proteínas de choque térmico de 60 kDa (Hsp60) (2). Estas chaperonas se encuentran en todos losorganismos, y en realidad son mucho mayores, pues son grandes oligómeros compuestos por subunidades de esa masa molecular que forman siempre la misma estructura, un doble anillo dispuesto espalda contra espalda (Figura). La unidad funcional de las chaperoninas es sin embargo el anillo, compuesto por 7-9 subunidades (dependiendo del tipo de chaperonina) y su funcionamiento es a grandes rasgos común paratodas ellas, con una conformación en la que la cavidad del anillo está abierta, lista para reconocer la proteína desnaturalizada y unirse a ella, y otra conformación en la que la cavidad se cierra y libera la proteína en su interior, donde libre de otras interacciones puede adquirir su conformación nativa utilizando la información codificada en su secuencia (2). El cierre de la cavidad se produce a lavez en todas las subunidades por la unión e hidrólisis de ATP. Aunque la unidad funcional sea el anillo, la presencia de dos unidos entre sí se explica porque el funcionamiento de cada anillo está controlado por el otro, como en un motor de dos cilindros en el que la explosión en uno de ellos empuja a la compresión en el otro, y viceversa.
Las chaperoninas se clasifican en dos grupos, las detipo I que se encuentran en las eubacterias y en organelos endosimbiontes, y las de tipo II que se localizan en las arqueobacterias y en el citosol de eucariotas (2,3). Las de tipo II son más complejas que las de tipo I, pero todas ellas funcionan como chaperonas generales, capaces de plegar casi cualquier proteína desnaturalizada en cualquier conformación, mediante interacciones hidrófobas entre losresiduos de las proteínas desnaturalizadas y los que se encuentran en la entrada de la cavidad de la chaperonina (2).
¿Todas las chaperoninas funcionan, pues, de la misma manera? Todas no. Una de ellas, denominada CCT (Chaperonin Containing TCP-1 protein), que se encuentra en el citosol de los organismos eucariotas, aunque utiliza la misma arquitectura que las demás chaperoninas, ha evolucionadopara realizar una función más compleja (4,5). Para empezar, CCT está compuesta por ocho subunidades diferentes, lo que sugiere una cierta especialización y ciertamente es así, pues se ha especializado en el plegamiento de un grupo de proteínas, entre las que destacan la actina y la tubulina. Estas dos proteínas forman parte del citoesqueleto de las células eucariotas y se ha sugerido que su...