Proteínas rigurosamente vigiladas

La estructura tridimensional de cada proteína es la que determina sus propiedades biológicas. El complejo proceso por el cual adopta su forma espacial específica se denomina “plegamiento” y es supervisado por unas proteínas llamadas “chaperonas”.

En el pasado los novios sólo podían pasear juntos si eran seguidos de cerca por una persona que, en silencio, controlaba que se guardaran las formas y sólo intervenía si los amantes actuaban en forma incorrecta. Es cierto que los antiguos chaperones han pasado de moda, pero las chaperonas celulares tienen plena vigencia.

El bioquímico Armando Parodi, presidente de la Fundación Instituto Leloir y miembro de la Academia Nacional de Ciencias de los EEUU (NAS), investiga desde hace más de veinte años cómo se forman las glicoproteínas (azúcares adheridos a proteínas), cual es el proceso que les permite adquirir la forma adecuada (plegamiento) y el papel que desempeñan las chaperonas moleculares en ese trayecto.

“Una vez que son creadas las proteínas poseen forma lineal, pero enseguida comienzan un proceso por el cual se van doblando y plegando hasta adquirir una estructura tridimensional que determinará sus propiedades biológicas”, asegura el experto que también es investigador principal del CONICET. La dirección del plegamiento viene determinada por la longitud y la secuencia de aminoácidos que forman su esqueleto, pero si no alcanza la forma correcta será degradada a sus aminoácidos constitutivos.

Para evitar fallas, la célula posee sistemas de control dirigidos por las proteínas chaperonas que desde cerca vigilan y eventualmente corrigen el problema. Si los sistemas de chaperonas intervienen, toman contacto sólo con una pequeña parte de la proteína en plegamiento lo que será suficiente para hacer las correcciones necesarias.

Las “chaperonas convencionales” (por ejemplo, la Hsp 70) realizan el control de calidad cuando el proceso recién comienza y las proteínas aún son lineales. Cuando descubren aminoácidos hidrófobos que son poco solubles en agua e indican que la proteína aún no ha tomado su forma espacial adecuada, se les pegan para que no puedan “tentarse” de hacer algo incorrecto: pegotearse a otras proteínas. “En realidad se les pegan y despegan hasta que ya no los detectan”, aclara el científico. Una vez que deja de actuar éste sistema de ayuda, comienza actuar otro sistema cuyo mecanismo de acción fue esclarecido por Parodi y su equipo.

El segundo sistema de control de calidad actúa en las últimas etapas del proceso. Las “chaperonas no convencionales” (calnexinas o CNX y calreticulinas o CRT) no reconocen a los aminoácidos sino que interactúan con los hidratos de carbono. Por consiguiente, se unen a la proteína a través del azúcar pero no pueden advertir si está bien o mal plegada. Para hacerlo se valen de la glucoproteína glucosiltransferasa (GT) que sí, es la que reconoce a los aminoácidos expuestos. Sólo si los descubre (lo que es un signo de plegamiento incompleto) les adhiere una glucosa. En realidad la GT no reconoce a los aminoácidos específicos sino superficies que el científico denomina “parches hidrófobos”.

Las fallas en los controles de calidad del plegamiento pueden provocar la acumulación de glicoproteínas que no han adquirido su estructura tridimensional correcta lo que podría provocar enfermades muy graves. Un ejemplo es la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob (una demencia en la cual los cerebros se llenan de agujeros como los de una esponja). El 90 por ciento de los pacientes mueren al año de comienzo de los primeros síntomas.

El gran desafío para los científicos será lograr que las chaperonas vigilen aún mejor, sean más eficaces y que actúen siempre que pueda producirse un contacto indebido. Todo lo contrario de lo que hubieran querido los amantes de otras épocas.