Oxidación y Fosforilación de afla-sinucleina. Interacción entre dos modificaciones post-traduccionales asociadas a la enfermedad de Parkinson

BENATTI, ANGELES; GUASTAFERRI, FLORENCIA; LOMBARDO, VERÓNICA A.; MOLINAS, SARA M.; MONASTEROLO, LILIANA A.; BINOLFI, ANDRES

Rosario

Jornada; XVI Jornadas de Ciencias, Tecnologías e Innovación; 2022

UNR

Introducción: Uno de los eventos patológicos característicos de la enfermedad de Parkinson (EP) es la acumulación de la proteína alfa-sinucleína (AS) agregada en inclusiones intraneuronales denominadas cuerpos de Lewy (LB). Varias modificaciones post-traduccionales (MPTs) de AS, incluyendo la oxidación de metioninas y la fosforilación de serinas, han sido correlacionadas con su agregación. AS posee cuatro metioninas, dos localizadas en el extremo N-terminal y dos en el C-terminal. La oxidación de estos residuos da lugar a una mezcla de dos isómeros de sulfóxidos de metionina (MetOx), denominados R y S. Estos MetOx son reducidos por una familia de enzimas enantioselectivas denominadas Metionina Sulfóxido Reductasas (MSR). Estudios realizados por nuestro grupo han demostrado que mientras los MetOx de la región N-terminal son reducidos eficientemente, los de la región C-terminal permanecen oxidados, desconociéndose los motivos por los que esto ocurre. En cuanto a la fosforilación del residuo de serina 129 (S129), estudios previos han demostrado que, cuando AS se encuentra agregada, un 90% de las moléculas poseen el residuo de S129 fosforilado, mientras que, cuando la proteína se encuentra soluble, solo el 4% posee dicha modificación. Objetivos: El objetivo del este proyecto es caracterizar la óxido-reducción de AS catalizada por las MSR y la interacción entre los estados de oxidación y fosforilación de AS. Utilizamos RMN de alta resolución para analizar el estado de oxidación y fosforilación de AS simultáneamente y delinear las cinéticas de dichos procesos. Resultados: La cinética de reducción de AS reveló diferencias en la especificidad de sustrato entre distintas MSRs y confirmó que los MetOx C-terminales no eran reconocidos por las enzimas. Experimentos complementarios realizados con beta-sinucleína, un homólogo de AS, sugieren que estos MetOx no se reducen debido al impedimento estérico introducido por prolinas adyacentes. La cinética de desfosforilación de AS reducida y oxidada mostró que la velocidad de desfosforilación es más lenta en el segundo caso. Esto sugiere que, la desfosforilación de S129 está comprometida por la presencia de sulfóxidos vecinos, M116 y/o M127. En base a esto, sugerimos que la acumulación de los MetOx de la región C-terminal interfiere con la desfosforilación favoreciendo el depósito de la especie fosforilada de AS en los LB.