Caracterización de la proteína con bromodominio BDF1 de Trypanosoma cruzi (TcBDF1) y su participación en la acetilación de proteínas glicosomales
Fecha
2016-03-14
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Editor
Universidad Nacional de Rosario. Facultad de Ciencias Bioquímicas y Farmacéuticas
Resumen
Trypanosoma cruzi es un protozoo flagelado y el agente etiológico de la enfermedad de Chagas. Tiene un ciclo de vida complejo que alterna entre dos huéspedes y por lo menos tres estadíos de desarrollo diferentes. Actualmente, el tratamiento de la enfermedad de Chagas depende de drogas que son tóxicas para el hospedador y susceptibles a mecanismos de resistencia del parásito. Por lo tanto es necesario encontrar nuevos blancos para determinar alternativas terapeúticas más eficientes. Además, este parásito presenta características únicas que lo hacen un interesante modelo para el estudio de diversos procesos propios de las células eucariotas.
La acetilación se ha revelado en los últimos años como una de las modificaciones postranscripcionales más frecuentes, tanto en bacterias como en células eucariotas, de naturaleza conservada y ubicua, lo que sugiere un alto poder regulatorio que lleva a compararla con la fosforilación de proteínas. Esta es una modificación covalente llevada a cabo por enzimas denominadas Lisina Acetiltransferasas y Lisina Deacetilasas.
El bromodominio, es el único dominio proteico de unión a lisina acetilada, presente casi exclusivamente en proteínas de localización nuclear. Para entender mejor la acetilación como mecanismo de regulación celular nos propusimos identificar las proteínas acetiladas de T. cruzi, caracterizar el Factor con Bromodominio 1 (TcBDF1) y dos lisina deacetilasas de la familia Sir2 (sirtuinas, TcSIR2RP1 y TcSIR2RP3).
En este trabajo se identificaron por primera vez proteínas acetiladas (150) en T. cruzi, distribuídas entre los distintos compartimentos celulares e involucradas en una amplia variedad de funciones. Como era de esperar, el número de proteínas acetiladas en T. cruzi es más cercano al de Toxoplasma y Plasmodium falciparum que al de células de mamíferos o plantas. A pesar de que el número de proteínas acetiladas detectadas depende de la profundidad del análisis, los datos presentados sugieren fuertemente que la acetilación es una modificación crítica encontrada en todos los reinos y que hay una presión selectiva para mantener esta actividad aún después de una adaptación a vida parasitaria.
TcBDF1 se expresa en todos los estadíos del ciclo de vida, pero presenta una expresión diferencial, siendo más abundante en el estadío infectivo (tripomastigotes) que en lo replicativos (epimastigotes y amastigotes). En epimastigotes, se concentra en los glicosomas, dirigido por una señal de transporte peroxisomal tipo II (PTS‐2). La sobreexpresión de la proteína salvaje produce epimastigotes con morfología aberrante que casi no se replican, pero los tripomastigotes sobreexpresantes son más infectivos. Por otro lado, la sobreexpresión de la proteína con una doble mutación puntual en el sitio de unión
de la lisina acetilada, no es deletérea para el crecimiento de epimastigotes.
Los resultados obtenidos nos permiten proponer que TcBDF1 forma parte de un complejo proteico glicosomal que participaría en la regulación de la acetilación de distintas proteínas presentes en esta organela, modulando la actividad metabólica o el importe de proteínas a la misma. Esto significaría que todos los componentes básicos de las vías de señalización por acetilación nucleares también estarían presentes en el citoplasma y en el glicosoma.
TcSIR2RP1 es una proteína citoplasmática que presenta una expresión diferencial en los distintos estadíos: es más abundante en los estadíos replicativos que en el infectivo. Su sobreexpresión no afecta el crecimiento de epimastigotes ni su morfología, pero éstos se diferencian más eficientemente a tripomastigotes y resultan más infectivos.
TcSIR2RP3 posee una localización mitocondrial y una expresión diferencial a lo largo del ciclo de vida de T. cruzi, es más abundante en epimastigotes que en amastigotes y no se observa en tripomastigotes, al menos en las condiciones ensayadas. TcSIR2RP3 está involucrada en la respuesta al estrés oxidativo. Su sobreexpresión modifica el crecimiento de epimastigotes pero no afecta su morfología ni su tasa de metaciclogénesis. La capacidad infectiva de los tripomastigotes se ve levemente disminuída pero la tasa de duplicación de los amastigotes intracelulares aumentada.
En conjunto, nuestros resultados sugieren que la actividad de las sirtuinas es importante para la proliferación de las formas replicativas, para la interacción huésped‐parásito y para la diferenciación entre los distintos estadíos, pero cada una está involucrada en diferentes procesos. Actualmente, está en auge el desarrollo de inhibidores de deacetilasas por su potencial para el tratamiento de enfermedades infeccionas y no infeccionas. Nuestros resultados contribuyen al conocimiento de la localización y función de estas enzimas y las cepas sobreexpresantes de sirtuinas contruídas en este trabajo pueden ser herramientas utiles para ensayar inhibidores de sirtuinas con fines terapeúticos.
Descripción
Palabras clave
Acetilación, Bromodominio, Trypanosoma