INVESTIGADORES
GONZALEZ LEBRERO Rodolfo Martin
congresos y reuniones científicas
Título:
Formulación de modelos mínimos para explicar la interacción de ligandos en equilibrio con la Na+/K+-ATPasa
Autor/es:
RC. ROSSI; RM. GONZÁLEZ-LEBRERO; MR. MONTES; SB. KAUFMAN; PJ. GARRAHAN
Lugar:
La Cumbre, Córdoba, Argentina.
Reunión:
Jornada; Primera Escuela Argentina de Matemática y Biología, BIOMAT; 2005
Resumen:
La Na+/K+-ATPasa es una glicoproteína
presente en las membranas de las células responsable de mantener la
concentración de Na+ intracelular mucho mas baja y la de K+
intracelular mucho más alta que la del medio extracelular. El sistema obtiene
la energía necesaria para el transporte de estos cationes acoplando el intercambio
de 3 Na+ del medio intracelular por 2 K+ del medio
extracelular con la hidrólisis de una molécula de ATP.
No se conoce con detalle el mecanismo de
transporte. Se sabe que, durante el ciclo de reacción, la enzima se fosforila y
desfosforila oscilando entre al menos dos conformaciones, E1 y E2, y que
existen estados en los que los cationes transportados permanecen atrapados
dentro de la enzima, fenómeno este último que se conoce como oclusión. Se
cree que el mismo conjunto de sitios para cationes participa alternativamente del
transporte de Na+ y de K+. De acuerdo con esta hipótesis,
existirían como máximo tres sitios para cationes, y no los cinco que se
requerirían para la unión simultánea de 3 Na+ y 2 K+. También
se sabe que el ATP actúa no sólo como sustrato, sino también como regulador de
la velocidad del ciclo acelerando la liberación de K+ hacia el medio
intracelular. Sin embargo, no se sabe cuántas moléculas de ATP pueden estar
simultáneamente unidas a la enzima, ya que la existencia de un único sitio para
el nucleótido podría explicar la mayor parte de los resultados experimentales.
En nuestro laboratorio hemos desarrollado una
técnica que permite medir cationes ocluidos con gran precisión. El Rb+
es un catión que reemplaza muy bién al K+ en todas las reacciones de
la enzima, y su isótopo radiactivo, el 86Rb, lo hace ideal para
tales mediciones. Para responder preguntas como las formuladas arriba, se
requiere además el análisis de los resultados utilizando técnicas de regresión
no lineal de ecuaciones racionales y una búsqueda sistematizada de aquella que
proporciona el mejor ajuste sobre la base de algún criterio objetivo de
selección. En nuestro caso, hemos utilizado el criterio de Akaike, desarrollado
a partir de la Teoría
de la Información
(ver Burnham y Anderson, 2002, Model Selection and Multimodel Inference, 2nd
ed., Springer, NY).
Hemos obtenido resultados de la cantidad de
Rb+ ocluido medida en equilibrio en función de la concentración del
catión y distintas concentraciones de uno de los siguientes ligandos a la vez:
Na+, Mg2+, ATP y eosina (esta última es una sonda
fluorescente que se uniría a los mismos sitios que el ATP). El análisis de tales
resultados indica que: (i) la Na+/K+-ATPasa
une como máximo tres iones Na+ o dos iones Rb+
simultáneamente, y todas las combinaciones posibles hasta un total de tres
iones, (ii) en general, los estados con Rb+ unido pero no ocluido no
fueron detectables. Una excepción lo constituye el complejo ternario formado
entre la enzima, un Mg2+ y un Rb+, (iii) es posible que
ocurra la unión simultánea de dos moléculas de ATP (o de eosina) a la enzima.
Con subsidios de CONICET, ANPCyT y
Universidad de Buenos Aires.