Interacción entre el proceso de óxido-reducción y la fosforilación de la proteína alfa-sinucleina

BENATTI, ÁNGELES; LOMBARDO, VERÓNICA; MOLINAS, SARA M.; MONASTEROLO, LILIANA A.; BINOLFI, ANDRÉS

ROSARIO

Congreso; Jornadas de Ciencia y Tecnología, FBIOYF, UNR; 2021

FBIOYF, UNR

Introducción: Alfa-sinucleína (aSyn) es una proteína intrínsecamente desordenada que se encuentra en las células neuronales. Esta proteína ha sido ampliamente estudiada dada su implicancia en la enfermedad de Parkinson (1). Los individuos que padecen esta patología presentan agregados amiloides de aSyn y se han identificado modificaciones postraduccionales (MPTs) de aSyn asociadas al desarrollo de la enfermedad, incluyendo la fosforilación del residuo de Ser-129 y la oxidación de residuos de Met (2). Ésta última modificación genera sulfóxidos de metionina (MetOx) los cuales son reducidos por una familia de enzimas denominadas Metionina Sulfóxido Reductasas (MSR) (2). Resultados: El objetivo de este proyecto es caracterizar los mecanismos de óxido-reducción de aSyn catalizada por las MSR in vitro y la interacción entre distintos MetOx con el estado de fosforilación de la Ser-129. Utilizamos RMN de alta resolución para analizar el estado de oxidación y fosforilación de aSyn de manera simultánea y delinear las cinéticas de dichos procesos in vitro y en extractos de tejido de cerebro de rata. Determinamos que la oxido-reducción de cadenas laterales de Met en aSyn ocurre a velocidades diferentes dependiendo de las regiones proteicas donde se localizan y que existe una especificidad de sustrato por parte de las MSR donde los MetOx de la región N-terminal de aSynOx son reducidos de manera eficiente mientras que los del C-terminal no. Finalmente, el monitoreo del proceso de desfosforilación de aSynOx catalizado por fosfatasas del tejido nervioso nos permitió demostrar que la oxidación de Met inhibe parcialmente la desfosforilación de la Ser-129. Conclusiones: La incapacidad de las MSR para reducir los MetOx en la región C-terminal de aSynOx sugiere que esta especie se puede acumular en las neuronas en condiciones de estrés oxidativo, llevando a una pérdida de función e induciendo su agregación. La menor velocidad de desfosforilación de la Ser-129 en aSynOx potenciaría este efecto y explicaría la acumulación de especies fosforiladas en los depósitos proteicos de las neuronas afectadas en la enfermedad de Parkinson. Referencias: (1) Lashuel et al, Nat. Rev. Neurosci. 2013, 14, 38; (2) Binolfi et al, Nat. Commun., 2016, 7, 10251.