Estudio del mecanismo de acción de la citotoxina alfa-sarcina

Resumen

La x-sarcina es una toxina proteica sintetizada por el hongo aspergillus giganteus que para ejercer su acción citotóxica ha de penetrar en el interior celular, en donde inhibe la síntesis de proteinas mediante la modificación especifica e irreversible de los ribosomas. Si bien el mecanismo molecular de inactivación de los ribosomas se conoce en gran detalle, el modo mediante el cual la proteína accede al interior celular no se ha caracterizado. Hasta hoy día, no se han encontrado receptores de membrana para la proteína, aunque si se ha demostrado la capacidad de la x-sarcina de interaccionar con membranas modelo compuestas por fosfolípidos ácidos. En este trabajo de investigación se han extendido los estudios de la interacción alfa-sarcina-membranas modelo, formadas por un nuevo tipo de fosfolipido: fosfatidilserinas. Asimismo, se ha caracterizado la capacidad que tiene esta proteína de acceder al interior vesicular en ausencia de agentes permeabilizantes, concluyéndose que, efectivamente, esta proteína es capaz de alcanzar el interior de vesículas modelo. Otro punto abordado en este trabajo ha sido la caracterización cinética de los procesos de agregación y desestabilizaron de membranas inducidos por la toxina. La escala de tiempo en la que transcurren ambos procesos, del orden de milisegundos, hizo necesario el empleo de técnicas de flujo detenido. Un aspecto que se ha analizado también ha sido las bases estructurales en las que reside la capacidad de la proteína de interaccionar con membranas. En primer lugar, se ha propuesto un modelo de la conformación de la alfa-sarcina considerando la similitud de secuencia que posee con otras ribonucleasas fungicas cuya estructura tridimensional ha sido resuelta a gran resolucion. Este estudio predice la existencia de un núcleo hidrofobico formado por cuatro hebras beta, núcleo similar al que aparece en el resto de la ribonucleasas anteriores. Asimismo, la alfa-sarcina desnaturalizada mediante reducción y carboxiamidometilacion, que posee elementos de estructura beta y giros beta, según se deriva de estudios de dicroismo circular, interacciona con membranas modelo de un modo análogo al de la alfa-sarcina nativa. La capacidad de la alfa-sarcina desnaturalizada de interaccionar hidrofobicamente con membranas podría deberse, entre otras posibilidades, a la conservación del núcleo beta, anteriormente predicho. Por otro lado, la hipótesis de que esta región interacciona con membranas, es reforzada por el hecho de que el péptido sintético que corresponde a la región 116-139 de la secuencia de la alfa-sarcina, que englobaría dos de las cuatro hebras constituyentes del núcleo 116-139 de la secuencia de la alfa-sarcina, que englobaría dos de las cuatro hebras con un elevado contenido en estructura beta, tras interaccionar con membranas. Por todo ello, esta región ha sido propuesta como responsable del componente hidrofóbico de la interacción entre alfa-sarcina y bicapas modelo