Caracterización del sitio específico de interacción del ión metálico Cu(I) con alfa-sinucleína por espectroscopía de RMN

VALENTINA TORRES MONSERRAT; ARIEL ALEJANDRO VALIENTE GABIOUD; ANDRES BINOLFI; CLAUDIO O. FERNANDEZ

Cordoba

Workshop; 1er Workshop Argentino de Biofísicoquímica de Proteínas; 2011

Introducción: La enfermedad de Parkinson (EP) pertenece al grupo de patologías conocidas como desórdenes neurodegenerativos y constituye la segunda enfermedad más frecuente de este tipo. La agregación de la proteína alfa-sinucleína (AS) es un paso crítico en la etiología de la EP.  La interacción proteína-metal juega un papel importante en la agregación de AS y podría ser un nexo entre el proceso patológico de agregación proteica, el daño oxidativo y la pérdida de células neuronales. Se ha demostrado que AS es susceptible a la oxidación catalizada por cobre causando la oligomerización y posterior precipitación de esta proteína. La reacción involucra la reducción de Cu(II) por un dador de electrones celular adecuado y la conversión de oxígeno molecular en especies reactivas del oxígeno, que provocan la oxidación de la proteína. Este proceso es selectivo y sitio específico, e involucra la interacción de AS con el ion metálico cobre en sus dos estados de oxidación. En nuestro grupo de trabajo se ha descripto el sitio de unión de alta afinidad de Cu(II) a AS, pero hasta la fecha no hay demasiados estudios estructurares relacionados con la interacción de Cu(I) con AS, los cuales podrían aportar información relevante para dilucidar el mecanismo molecular por el cual el cobre acelera drásticamente la agregación de AS. Objetivos: Dilucidar a nivel estructural los sitios de unión de Cu(I) con AS por espectroscopía de RMN. Resultados: Se realizaron experimentos sitio-específicos homo y heteronucleares de RMN para estudiar la interacción del ion metálico Cu(I) con AS. A partir de estos experimentos se observó que el sitio de mayor afinidad involucra los residuos 1-5 de la proteína, siendo los residuos Met1 y Met5 los sitios específicos de anclaje del metal. Con el fin de caracterizar en detalle este sitio de alta afinidad se estudió el péptido sintético 1MDVFMK6 como modelo de esta región de la proteína. Los resultados obtenidos fueron similares a los de la proteína nativa en dicho sitio, siendo los residuos más afectados por la presencia del metal la Met1 y Met5 y en menor medida los residuos Asp2, Val3 y Phe4. Además se estudió la ocurrencia de procesos redox en el complejo péptido 1MDVFMK6-Cu(II) en presencia de ac. Ascórbico bajo condiciones aeróbicas, observándose que los residuos de Metionina son oxidados a sulfóxidos. A fin de continuar con la caracterización del sitio de alta afinidad del complejo Cu(I)-AS, se está actualmente estudiando distintas variantes mutantes del péptido 1MDVFMK6 para determinar la importancia de los residuos de Metionina en el anclaje del metal iónico Cu(I). Conclusiones: En este trabajo se caracterizó a nivel residuo-específico el sitio de alta afinidad del complejo Cu(I)-AS, el cual involucra la participación directa de las Met1 y Met5. También se concluye que el ciclo redox Cu(II)/Cu(I) puede oxidar los residuos de Metionina lo cual podría significar un evento clave en la fisiopatología de la EP.