Aspectos estructurales de la asociación y evolución molecular de la metionina adenosiltransferasa

Resumen

En cirrosis alcogólica y otras enfermedades hepáticas se ha encontrado una alteración en la proporción de dímeros y tetrámeros de la enzima metionina adenosiltransferasa (MAT). Nuestro interés se ha centrado en elucidar el mecanismo molecular por el que se controla la relación entre ambas formas oligoméricas. En primer lugar, utilizando dos sistemas de replegamiento in vitro, se pudo determinar que la formación del puente disulfuro intramolecular entre las cisteínas 35 y 61 bloquea la interconversión entre dímeros y tetrámeros. Estas cisteínas se localizan en la lámina beta B, donde también se han identificado los residuos implicados en las interacciones entre dímeros en la MAT de hígado de rata. Cuando se mutaron y se sobreexpresaron en Escherichia coli, todos ellos presentaban variaciones en los parámetros cinéticos y en la distribución de dímeros y tetrámeros. Estos resultados sugieren que el equilibrio entre dímeros y tetrámeros parece depender del balance entre las interacciones atractivas y repulsivas, que se establecen en la zona de interacción entre los dímeros. Por otro lado, la alta conservación a lo largo de toda la secuencia aminoacídica permitió identificar hasta 292 MATs en bacterias y eucariotas. Gracias a estas características se pudo elaborar un árbol filogenético en el que se resuelven los principales grupos taxonómicos, con un alto soporte estadístico en sus nodos. Además, del alineamiento se observa cómo el número de residuos en el bucle que conecta las hojas-beta A2 y A3 sirve para distinguir claramente entre secuencias de bacterias y eucariotas. Finalmente, en vertebrados, la duplicación del gen de la MAT es concomitante con la aparición del hígado y páncreas. Además la adaptación de la secuencia de una de las copias, para proporcionar una función más específica en el hígado, se ha producido gradualmente.