Dinámica de la interacción entre un receptor acoplado a proteína G y un transportador iónico transmembrana: influencia del ambiente lipídico

ESTELA MUÑOZ; ESTELA MUÑOZ; ELENA VÁSQUEZ; ELENA VÁSQUEZ; DIEGO MASONE; DIEGO MASONE

Mendoza

Jornada; VIII Jornadas de Bioquímica y Biología Molecular de Lípidos y Lipoproteínas; 2019

IHEM-CONICET-UNCUYO

Los receptores acoplados a proteína G (GPCRs) forman una superfamilia deproteínas con una estructura conservada de 7 dominios transmembrana(7TM). Mediante la activación de proteínas G heterotriméricasacopladas a su estructura, transforman estímulos extracelulares enseñales específicas en el interior celular. Vías de señalizaciónindependientes de la activación de proteínas G han sido propuestas,pero los mecanismos subyacentes no han sido dilucidados debido enparte a la complejidad estructural de dichos receptores. Los GPCRshan sido clasificados en 6 subfamilias (A-F). Los receptores de claseC se destacan por ser dímeros obligados que se establecen endominios específicos de membrana, donde la composición lipídica yel esqueleto de cada subunidad sirven de andamio para formarmacrocomplejos proteicos que favorecen la señalización. Estudiar ladinámica de los GPCRs y su comportamiento en la membrana supone undesafío difícil de abordar invivo. En las últimas décadas,las simulaciones computacionales han contribuido considerablementecon el entendimiento de problemas cruciales de la biología, labiofísica y la bioquímica. En particular, las simulacionesnuméricas permiten estudiar sistemas proteína-membrana de maneradinámica y describir cambios conformacionales transitorios. Con esteenfoque y a partir de bases de datos de proteínas cristalizadas,hemos simulado la región de 12 dominios transmembrana (12TM) de untransportador iónicoy la estructura parcial de un GPCR de clase C heterodimérico. Através desimulaciones de dinámicamolecular de resolución reducida (utilizando el modelo de granogrueso de MARTINI), hemos estudiado el comportamiento de estasproteínas en una membrana neuronal modelo de 17nm de lado. Se haanalizado el número de coordinación entre los dominios proteicos ycon los diferentes lípidos de la bicapa. Finalmente, hemos aplicadoensayos de co-inmunoprecipitación en extractos de cerebelo de rataWistar y microscopía confocal en secciones de cerebeloinmunomarcadas para constatar lo observado por análisisbioinformático. Los experimentos insilico evidencian unainteracción directa y estable en el tiempo entre el GPCR y eltransportador. Este contacto es mediado por el ambiente lipídicocircundante. La interacción entre un GPCR heterodimérico específico(Receptor GABA B) y un transportador de 12TM (KCC2) ha sidoconfirmada por las técnicas bioquímicas y ópticas mencionadas. Ala luz de estos resultados, proponemos una vía de comunicaciónfactible entre un GPCR y un transportador iónico que supone uncontacto directo, posiblemente mediado por la naturaleza y acción delos lípidos cercanos a la interface proteína-proteína, ytotalmente independiente de la activación de proteína G. Financiamiento:CONICET, ANPCyT (PICT2017-0499: EMM, PICT2017-1002:DM),MINCyT-SNCAD (DM), SeCTyPUNCuyo J051 (DM),NIH (2 R01 GM083913-41A1: EMM y EV) p { margin-bottom: 0.25cm; direction: ltr; line-height: 115%; text-align: left; }a:link { color: rgb(0, 0, 255); }