Rol de las interacciones entre segmentos transmembranas en la señalización de Ire1

Abstract

Las membranas biológicas deben ser fluidas para permitir un correcto funcionamiento celular. La composición de las membranas a nivel lipídico es de gran importancia ya que de esta depende la estructuración de las proteínas que se encuentran inmersas en ellas. Las proteínas de membrana cumplen funciones específicas como las de señalización, que permiten captar estímulos y transducir la señal al interior celular para generar una respuesta, dentro de las cuales se encuentran las que participarían en el retorno de la homeostasis de la bicapa. Una proteína transmembrana con esta función es DesK en Bacillus subtilis. Ésta presenta en su dominio transmembrana residuos formadores de enlaces de tipo puente hidrógeno interhelicoidales que le permiten interaccionar con otro monómero y llevar a la activación del sistema cuando la bicapa se encuentra rígida. A partir de un estudio bioinformático se encontró un arreglo similar en la proteína eucariota Ire1. Esta se encuentra en la membrana del retículo endoplasmático y se activa frente a la acumulación de proteínas desplegadas o por composición aberrante de lípidos de membrana. Al activarse, induce la expresión una gran cantidad de genes que forman parte de la Respuesta de Proteína Desplegada (UPR, del inglés Unfolded Protein Response) y que tienen como objetivo recuperar la homeostasis. Si bien se ha avanzado en el entendimiento de Ire1, poco se sabe del rol que tiene su segmento transmembrana en la transducción de la señal. Para intentar dilucidar el mecanismo biofísico molecular de Ire1 de Saccharomyces cereviciae ante la modificación de la membrana, se realizaron ensayos de actividad in vivo variando la temperatura. También determinamos a través de medidas de espectrometría de masa y mediciones de anisotropía de la fluorescencia cómo la temperatura afecta a la fluidez membrana. Se observó que las membranas a 15 °C presentaban ácidos grasos de cadena larga y con menos insaturados que a 30 °C y los ensayos de anisotropía demostraron que la fluidez era menor a 15 °C que a 30 °C. Además, evidenciamos que tanto temperaturas que están sobre o por debajo de la temperatura óptima de crecimiento del organismo conllevan a una disminución en la actividad de Ire1. En este trabajo se evaluó el efecto de la temperatura (como estímulo fisiológico) sobre los lípidos de las membranas respecto a composición, fluidez y consiguiente activación del UPRE para intentar entender la conexión de regulación de Ire1 a nivel de membrana.