Estudio estructural y funcional de las proteínas quinasas c clásicas

Abstract

Las Proteínas Quinasas C (PKC) constituyen un grupo de enzimas que fosforilan específicamente residuos de Ser y Thr de sus proteínas sustrato y participan en multitud de funciones fisiológicas, tales como el reordenamiento del citoesqueleto de actina, la modulación de canales iónicos, la secreción y la diferenciación de las células nerviosas, entre otros. Debido a la importancia de estas proteínas en la fisiología celular, el objetivo de la presente tesis ha sido la realización de un estudio exhaustivo acerca de la estructura, el mecanismo de activación y el modo de actuación de las PKC clásicas. Gracias a la combinación de técnicas biofísicas, bioquímicas y de biología molecular como la espectrometría de masas, calorimetría de titulación isotérmica (ITC), transferencia de energía de resonancia de fluorescencia (FRET) o la microscopía confocal entre otras, se han determinado las propiedades de unión a la membrana del dominio C2 de las PKC clásicas con PtdIns(4,5)P2 y Ca+2 y la variabilidad en esta interacción entre las isoenzimas. Dicha variabilidad es de gran importancia ya que podría ayudar a las células a controlar espacial y temporalmente las respuestas inducidas mediante diferentes estímulos. Asimismo, se ha determinado la existencia de dos regiones diferentes en dicho dominio C2 para el anclaje de la proteína a la membrana plasmática. El mecanismo de interacción del las PKC clásicas con la membrana plasmática propuesto en el análisis biofísico ha sido corroborado por los estudios funcionales. Para ello hemos realizado un estudio de biología de sistemas usando células PC12 como modelo neuronal; de este modo hemos determinado el papel crucial de la PKC? en el proceso de diferenciación neuronal mediado por NGF y ATP, conectando la acción de esta isoenzima a proteínas del citoesqueleto o relacionadas con él como son plectina, periferina, fascina, filamina A, STMN2 y STXBP1.