Inhibición de la Na,K-ATPasa por interacción con complejos metal-fluorados

MERCEDES CENTENO; ROLANDO ROSSI; MÓNICA MONTES

Buenos Aires

Jornada; Conciencia 2013; 2013

Facultad de Farmacia y Bioquimica UBA

Las ATPasas de tipo P conforman una familia de proteínas que acoplan el transporte de cationes a través de las membranas celulares con la hidrólisis del ATP en ADP y ortofosfato inorgánico. Estas enzimas son esenciales para el desarrollo de diversos procesos vitales como la transmisión de impulsos nerviosos y el funcionamiento renal (Na,K-ATPasa), así como el mantenimiento de la acidez gástrica (H,K-ATPasa), entre otros. El ciclo de reacción es complejo: el catión presente en el medio intracelular se une a la bomba, en una conformación denominada E1. La unión de ATP y Mg2+ produce la fosforilación de la enzima y la liberación de ADP, quedando el catión transportado ocluido en el intermediario E1P, que al transformarse en E2P, produce la liberación del ion hacia el lado opuesto de la membrana. Un segundo catión se une activando la desfosforilación de la ATPasa y una nueva transición a E1 libera el catión hacia el citoplasma de manera que el sistema queda preparado para reiniciar el ciclo. Los complejos metal-fluoruro (XFx) como el de aluminio (AlF4-), berilio (BeF42-) y magnesio (MgF42-) han sido ampliamente utilizados como inhibidores de las P-ATPasas ya que estas moléculas inorgánicas asemejan la estructura del fosfato y estabilizan la enzima en un confórmero similar a E2P. Recién en el año 2007, Morth y colaboradores (Morth y col., Nature(405) 2007) presentaron los primeros cristales de la Na,K-ATPasa estabilizada en la conformación E2P(K) con MgF42- unido al sitio de fosforilación y dos iones K+ ocluidos. A fin de evaluar la funcionalidad del complejo cuya estructura cristalina ha sido presentada, E2(K2)?MgF42-, estudiaremos la cinética de oclusión de K+ y los cambios conformacionales producidos por la unión del MgF42- a la Na,K-ATPasa. Para esto, y debido a que el Mg2+ y el fluoruro que no forman parte del complejo MgF42- parecen producir el efecto contrario, estabilizando la forma E1, caracterizamos inicialmente la unión entre el fluoruro y el magnesio para formar el complejo metal-fluoruro que estabiliza el confórmero E2P. La constante de disociación medida para el complejo magnesio-fluoruro es alta (cercana a 10 mM), por lo que en los medios utilizados en los experimentos una gran parte del magnesio se encuentra libre; sin embargo, una vez que el MgF42- se ha formado, se une con alta afinidad a la Na,K-ATPasa, estabilizando el confórmero E2P con K+ ocluido y si bien impide la conversión hacia E1, no modifica la velocidad de liberación del catión.