La mayoría de las proteínas en la célula no se producen "listas para funcionar". En cambio, primero se sintetizan con cadenas de aminoácidos que bloquean su actividad hasta que son eliminadas por enzimas llamadas "proproteína convertasas" PC. Esta familia de enzimasdesempeña papeles importantes pero muy diferentes en varios tipos de cáncer, y regular la actividad de las PC podría ayudar a desarrollar tratamientos contra el cáncer. Pero las PC se superponen en términos de actividad, lo que significa que dos o más de estas enzimas pueden procesar la misma proteína. Esta superposición hace que sea muy difícilpara distinguir y trazar el perfil funcional de cada PC.
Un aspecto importante de la vida de una PC es su tráfico de vesículas secretoras hacia la superficie celular y su internalización en los endosomas que median el reciclaje a la llamada red trans-Golgi, un centro de tráfico donde las vesículas secretoras y los endosomas intercambian proteínascarga, y donde se ha pensado que las PC realizan la mayor parte de su trabajo de activación de proteínas.
El laboratorio de Daniel Constam en ISREC EPFL ha desarrollado biosensores específicos que pueden obtener imágenes de PC específicas a nivel subcelular, superando así los problemas de superposición. Los biosensores se basan en una molécula sensor original desarrollada por Constam en 2010 llamada CLIPIndicador de proteólisis ligado a células, para visualizar dónde están activas las enzimas convertasas de una célula en células vivas.
Con los biosensores CLIP, los investigadores pudieron rastrear con éxito la actividad de la PC "prototípica", furin, a resolución subcelular. Se ha demostrado que el tráfico de Furin influye en su actividad regulando a qué proteínas puede acceder y activar; en otrosEs decir, la actividad de furin depende de dónde se enriquece dentro de la célula.
Usando un inhibidor de PC, los investigadores encontraron que cuando se encuentra dentro de los endosomas, la furina es diez veces menos inhibida pero enriquecida más de tres veces en comparación con la red trans-Golgi. Otra PC que resiste este inhibidor PC7 estaba activa en vesículas distintas ysolo alcanzó la red trans-Golgi, los endosomas y la superficie celular cuando se sobreexpresó.
"Estamos particularmente interesados en uno de los sustratos, Activina-A, debido a su papel inmunosupresor recién descubierto en el melanoma", dice Daniel Constam. "Ahora encontramos que diferentes 'habitaciones' lo cortan de manera gradual, dejando unmarca de dónde ha estado, presumiblemente para regular dónde debe ir a continuación y con quién interactuar ".
Los investigadores centraron su atención en la secuencia de aminoácidos de las PC que estaban estudiando. Descubrieron que un "motivo PLC" una secuencia de tres aminoácidos, Prolina, Leucina y Cisteína en la cola citosólica de PC7 eraespecíficamente requerido para su reciclaje en la red trans-Golgi y para rescatar la escisión de proActivina-A en células de melanoma con depleción de furina, pero fue relativamente prescindible para la actividad de PC7 dentro de los endosomas.
"Nuestro estudio proporciona una prueba de principio de que los biosensores específicos del compartimiento se pueden utilizar para obtener información sobre la regulación del tráfico de PC y para mapear el tropismo de los inhibidores específicos de PC", dice el primer autor del estudio, Pierpaolo Ginefra."Es como un juego de Cluedo: queremos saber en cuál de las habitaciones de una celda se divide un sustrato dado y por qué PC".
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Materiales proporcionados por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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