Bases moleculares de la especificidad de la proteína desacoplante ucp1 por su ligando activador

Résumé

Las proteínas desacoplantes (UCPs) son una subfamilia de proteínas de membrana interna mitocondrial incluidas en los transportadores de metabolitos. La UCP1, de expresión exclusiva en tejido adiposo pardo, tiene como principal función mediar en el proceso de termogénesis. Su actividad está regulada fisiológicamente por ácidos grasos y retinoides (activadores) y nucleótidos (inhibidores). Para explicar el mecanismo de activación existen dos hipótesis. En una se propone que los ácidos grasos son el sustrato transportado por la UCP1 y en la otras que constituyen un grupo prostético que modifica la conductancia de la UCP1 a los protones. En esta memoria se demuestra que en ausencia de ácidos grasos y nucleótidos, la UCP1 muestra una elevada conductancia a H+, por lo que la activación no puede basarse en un ciclo protonofórico que implique una translocación del ácido graso mediada por la UCP1. Además se demuestra que compuestos como el ácido retinoico, que no debería permitir el flip-flop, son activadores de la UCP1. La UCP2 y UCP1 comparten una elevada homología. Sin embargo, la UCP2 no está regulada por ácidos grasos ni nucleótidos. A pH ligeramente alcalino la UCP2 sí que muestra regulación por retinoides. Para determinar las regiones de la UCP1 implicadas en la regulación hemos utilizado las divergencias con la UCP2 para generar proteínas mutantes y analizar el efecto de su expresión en levaduras. Mediante mutagénesis, diseñamos mutantes de la UCP1 que incorporan sucesivas mutaciones en el dominio II de la UCP1, hasta convertirlo en el dominio II de la UCP2. También se diseñaron mutantes en los otros dominios. El estudio de estas quimeras indica que, para la activación por ácidos grasos el segundo dominio de la UCP1 es necesario y suficiente. Sin embargo, los tres dominios de la UCP1 participan en la regulación del transporte por nucleótidos de la proteína.