Interacción de apolipoproteína A-I y sus complejos lipoproteicos con membranas fosfolipídicas

PRIETO ED; CUELLAR LA; CABALEIRO LV; GARDA HA

Córdoba

Taller; Taller de Biofísica de Biomembranas. Reunión Satélite del XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Orgánica; 2011

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica / Sociedad Argentina de Biofísica

La apolipoproteína A-I (apoAI) es la proteína mayoritaria de las lipoproteínas de alta densidad (HDL) y juega un rol clave en la homeostasis del colesterol celular. Esta proteína anfitrópica intercambia durante su ciclo funcional entre una forma libre y distintas formas unidas a superficies lipídicas como membranas o HDL de diferente tamaño, composición y morfología. ApoAI contiene una serie de repeticiones a-helicoidales anfipáticas que se pliegan en un ramillete globular. Para unirse a superficies lipídicas, el ramillete debe abrirse y las interacciones hélice-hélice son reemplazadas por interacciónes hélice-lípido. La mayoría de las repeticiones helicoidales son de 22 aminoácidos y presentan una distribución de cargas en la cara polar (tipo A) que le permite interactuar con superficies lipídicas con el eje largo paralelo a la superficie, formando interacciones electrostáticas con los grupos polares de los fosfolípidos e interacciones hidrofóbicas con las cadenas hidrocarbonadas. Sin embargo, algunas hélices como el par de repeticiones 3-4 tienen una distribución de cargas y un modo de interacción diferente. Previamente hemos detectado que esta región se inserta con más profundidad en membranas y más recientemente obtuvimos evidencias de que el estado unido a membrana es dimérico y que un ramillete intermolecular de los dos pares de hélices 3-4 del dímero se inserta con el eje largo de la hélice perpendicularmente a la superficie de la membrana. Los complejos HDL discoidales (dHDL) son intermediarios claves en la biogénesis de estas lipoproteínas y también pueden interactuar reversiblemente con membranas. El ramillete intermolecular de las hélices 3-4 también podría formarse en las dHDL, donde podría actuar como un dominio de anclaje reversible a membranas que modularía el intercambio de lípidos con las mismas. La mayoría del conocimiento actual de las dHDL proviene de estudios de complejos obtenidos por diálisis de micelas mixtas con un detergente como colato. Sin embargo, complejos dHDL también pueden ser generados por la reacción espontánea de apoAI con vesículas fosfolipídicas en el rango de la transición de fase gel/líquido-cristalino, un proceso que podría ser similar a la lipidación "in vivo" de apoAI. Resultados recientes indican que las dHDL generadas espontáneamente son más activas que aquellas obtenidas por diálisis con colato. Además, estimaciones de distancias intermoleculares por homo-FRET en dHDL reconstituidas con una serie de mutantes con un único residuo triptofano o con un residuo de cisteína extrinsecamente marcado indican que: a) Las dHDL diméricas obtenidas por diálisis de colato son una mezcla de una población mayoritaria con la hélice 5 de cada monómero en yuxtaposición (configuración LL5/5) y una población minoritaria en la que la hélice 5 de un monómero se yuxtapone con la hélice 2 del otro (configuración LL5/2); y b) Las dHDL generadas espontáneamente en la transición de fase del fosfolípido contienen sólo una población con la configuración LL5/2. Estos hechos indican que sólo la configuración LL5/2 es activa en promover eflujo de colesterol de células, lo que se explicaría sobre la base de que el ramillete intermolecular de las repeticiones helicoidales 3-4 sólo es posible con este registro, pero no con el LL5/5.