Análisis de la regulación de la glucoquinasa humana a partir del estudio de mutaciones asociadas a hipoglucemia y diabetes monogénica

Resumen

La glucoquinasa (GK) es una enzima clave en la regulación de la homeostasis de glucosa en el organismo. En la célula ?-pancreática, esta enzima actúa como sen-sor de glucosa integrando los niveles de glucemia con la secreción de insulina. En el hígado, su actividad regula el ritmo de acumulación de glucógeno y la producción de glucosa hepática. Mutaciones en el gen GCK que incrementan la actividad de la en-zima dan lugar a hipoglucemia debido a hiperinsulinismo, mientras que las mutaciones que disminuyen la actividad de la enzima producen hiperglucemia o diabetes. Debido a su importancia en la homeostasis de glucosa esta enzima es una de las principales dianas de estudio para el desarrollo de nuevas estrategias de terapia antidiabética. Para profundizar en el conocimiento de los mecanismos de regulación de la GK humana, se ha realizado la caracterización funcional de un grupo de mutaciones identificadas en pacientes con alteraciones en la homeostasis de glucosa. Once de estas mutaciones habían sido asociadas a hiperglucemia familiar y una a hipogluce-mia. El estudio funcional ha consistido en analizar el defecto causado por las distintas mutaciones en la estructura proteica y en la cinética enzimática mediante ensayos de actividad in vitro. Además, también se ha estudiado su efecto sobre la interacción con proteínas que se asocian a la GK mediante ensayos de pull down y de doble híbrido en levadura y sobre la localización nucleo-citoplásmica de la enzima mediante microscopía confocal. Los resultados de esta tesis han permitido dilucidar nuevos aspectos de la bioquímica de la GK, resaltando la importancia de las características cinéticas y estruc-turales de la glucoquinasa para su función como sensor de glucosa en la célula ? pancreática, además de contribuir al esclarecimiento de la regulación de la distribución núcleo-citoplásmica la enzima, de especial importancia para su función en el hepatocito.