Condensation of luminal cargoe proteins of insulin-secreting granules

PAMELA TOLEDO; DIEGO S. VAZQUEZ; ALEJO R. GIANOTTI; MILAGROS B. ABATE; JUHA TORKKO; MICHELE SOLIMENA; MARIO R. ERMÁCORA

CABA

Workshop; Condensados biomoleculares y organelas sin membrana: nuevos actores en la bioquimica y biologia celular; 2023

Fundacion Instituto Leloir

ICA512 es una proteína de membrana perteneciente a la familia de receptores tirosina fosfatasa. Se expresa en la membrana de células endocrinas secretoras de péptidos y en neuronas, en los gránulos de secreción (SGs) y en las grandes vesículas de núcleo denso, respectivamente. La insulina es una hormona peptídica que regula la glucemia en sangre mediante la captura de glucosa de tejidos periféricos, por lo que la disminución o ausencia de actividad desencadena los distintos tipos de diabetes. ICA512, entre otras proteínas, está involucrada en la biogénesis y recambio de los SGs de insulina en las células β-pancreáticas y su agotamiento, solo o en combinación, reduce drásticamente las reservas de los SGs de insulina in vitro e in vivo.Los condensados biomoleculares están formados por clusters no estequiométricos unidas por interacciones no covalentes que van desde decenas de nanómetros hasta micras en tamaño. Los biocondensados, han sido estudiados en las últimas décadas como una forma de organización y regulación espacio-temporal de innumerables reacciones bioquímicas e interacciones macromoleculares y son los responsables de la formación de las llamadas organelas sin membrana.En trabajos previos, reportamos que el dominio N-terminal de ICA512, denominado RESP18 homology domain (RESP18HD, residuos 35 al 131), co-agrega in vitro con insulina inhibiendo su fibrilación. En el presente trabajo, focalizamos en una variante más corta denominada RESP18HD124, previamente identificada como un potencial producto del procesamiento acoplado a la secreción estimulada de ICA512 en células. Estudiamos la reacción de coagregación de RESP18HD124 con insulina y su precursora fisiológica, proinsulina, las cuales coexisten con ICA512 en el trans-Golgi durante la biogénesis de los SGs de insulina. Recientemente, demostramos que RESP18HD124 forma clusters mesoscópicos en solución que evolucionan a objetos de tamaño micrométrico en la reacción de coagregación con insulina y/o proinsulina. Estos clusters mesoscópicos son los precursores de agregados amorfos y podrían estar relacionados con el proceso de formación de los SGs de insulina en la vía secretora.