La relación entre la estructura y la función de proteínas de membrana: Dos enfoques distintos como modelo didáctico en la enseñanza de la biofísica

MARIA FLORENCIA PIGNATARO; IRENE MANGIALAVORI

Buenos Aires

Congreso; • XL. Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica (SAB); 2011

Sociedad de Biofísica Argentina

Muchas veces estudiamos el enfoque cinético de una enzima y enseñamos cuales son las condiciones que permiten obtener la velocidad máxima de catálisis o su afinidad aparente por un sustrato y se muestran detalles de la estructura de la misma proteína generalmente a través de  módulos independientes. Se suele omitir la relación entre la estructura y la actividad de la enzima y el estudiante no relaciona ambos enfoques, manteniendo la idea de que el estudio de estos son dos cosas aisladas e irreconciliables.   Las proteínas de membrana son un ejemplo sencillo que permite abordar este tema y solucionar el problema didáctico. Poseen un dominio hidrófóbico, en estrecho contacto con fosfolípidos y un dominio hidrofílico, generalmente más expuesto al citoplasma que es donde ocurren la mayor parte de las interacciones directas con la fuente de energía. En este trabajo se propone como modelo la bomba de calcio de membrana plasmática (PMCA). Esta enzima transporta calcio desde el citoplasma hacia el exterior celular. El dominio transmembrana está compuesto por 10 alfa hélices, entre las que se encuentra el sitio de unión del calcio. La PMCA es modulada por fosfolípidos ácidos y calmodulina. Ambos activadores causan un cambio conformacional modificando las características cinéticas de la enzima. La utilización de un análogo fosfolipídico fotoactivable ([125I]TID-PC/16) permite estimar la superficie accesible a los lípidos en distintas condiciones, de manera que el cambio conformacional asociado a la activación es fácilmente detectable. Por otra parte, utilizando un método colorimétrico sencillo, puede determinarse que estos activadores triplican la actividad máxima y aumentan 10 veces la afinidad de la enzima por Ca2+. La comparación de estos resultados permite relacionar directamente el enfoque estructural y el cinético de la PMCA. Esta propuesta es utilizada en el curso de postgrado “Métodos para el estudio de las conformaciones de proteínas y sus interacciones” con resultados muy satisfactorios, lo que incentiva su adaptación a materias de grado para estimular el concepto global de los conocimientos adquiridos en módulos separados.