Autores comunican

CHAPERONAS: UNA SECUENCIA, DISTINTAS FUNCIONES

El estudio de las propiedades termodinámicas del dominio variable permite conocer la forma en que cambios de secuencia afectan la función de la proteína y si en condiciones de estrés ésta sufre cambios estructurales que pudieran afectar su función.

* Miguel Angel Fuertes
describe para SIIC los aspectos relevantes de su trabajo
THERMODYNAMIC STABILITY OF THE C-TERMINAL DOMAIN OF THE HUMAN INDUCIBLE HEAT SHOCK PROTEIN 70,


Editado por 1699(1-2); 45-56, 2004		BBA - Proteins and Proteomics One of the nine topical sections of Biochimica et Biophysica Acta International Journal of Biochemistry, Biophysics and Molecular Biology. Former title: BBA - Protein Structure and Molecular Enzymology BB SIIC. Ingreso: 2003- Executive Editors: A. Fink, Y. Lindqvist, F. Lottspeich BBA's Proteins and Proteomics section covers protein structure conformation and dynamics, protein-ligand interactions, enzyme mechanisms, models and kinetics, physical properties and spectroscopy. This section also includes Short crystallization papers describing the crystallization of proteins. Concise and comprehensive reviews of recent developments are considered for publication. However, authors are strongly advised to consult one of the Executive Editors before starting a review. Types of papers published:regular papers, short sequence papers, reviews and mini-reviews Audience: Enzymologists, Protein chemists, Biochemists Abstracting / Indexing: BIOSIS, Chemical Abstracts, Current Contents/Life Sciences, EMBASE, Index Chemicus, Index Medicus, Science Citation Index, Sociedad Iberoamericana de Informacion Cientifica (SIIC) Data Bases http://www.elsevier.com/wps/find/journalabstracting.cws_home/635707/abstracting#abstracting

Institución principal de la investigación
* Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa", Madrid, España

Madrid, España (especial para SIIC):
Las proteínas de choque térmico (hsps) regulan procesos celulares fundamentales que van desde el plegamiento de proteínas hasta la prevención de la muerte celular programada.¹ La primera evidencia de la existencia de las hsps data² de los años ’60 y ha sido objeto de intensa investigación en bioquímica y biología molecular. Los datos han puesto de manifiesto que el choque térmico no es más que un tipo de estrés entre otros muchos que hacen que las hsps se sobreexpresen en la célula. Hoy, las hsps son más conocidas como proteínas de estrés que como proteínas de choque térmico. Este cambio conceptual ha promovido que se preste más atención al papel que ciertas proteínas como la hsp70 –tan conservadas durante la evolución– desempeñan en el metabolismo celular. Por ejemplo, se ha demostrado que estas proteínas pueden proteger de la isquemia los cardiomiocitos o inducirse en células de pared arterial con hipertensión aguda o sometida a angioplastia.³
Un trabajo recientemente publicado en BBA-Proteins and Proteomics⁴ pone de relieve que las diferencias existentes en la secuencia de aminoácidos del dominio variable de la hsp70 inducible, respecto a la hsc70 constitutiva, en mamíferos, podrían ser relevantes a la hora de explicar por qué la proteína inducible se sobreexpresa en condiciones de estrés y la constitutiva no. Se sabe desde hace tiempo que existen diferencias en estabilidad entre la hsp70 y la hsc70 en mamíferos en condiciones de estrés oxidativo.⁵ Mediante técnicas calorimétricas y espectrofotométricas se ha demostrado además que la hsp70 tiene capacidad no sólo de permanecer estable en condiciones de estrés sino que tal situación produce en ella cambios estructurales locales que pueden ser necesarios para su función chaperona. En efecto, la diferencia de comportamiento termodinámico en el entorno de la temperatura de inducción de respuesta a choque térmico entre la hsp70 y la hsc70 en mamíferos es clara. Mientras la hsp70 inducible es estable y los cambios estructurales observados son reversibles a la temperatura de inducción de choque térmico, la hsc70 constitutiva se agrega de forma irreversible. Otra diferencia entre ambas proteínas tiene que ver con la respuesta al calor en condiciones de estrés inducido por pH del dominio de unión a sustrato de la hsp70 inducible humana y de la hsc70 constitutiva de E. coli. Así, mientras que las transiciones térmicas asociadas al C-terminal de la hsc70 constitutiva son independientes del pH de la solución, en la hsp70 inducible las transiciones dependen de forma notable del pH.
Como hipótesis de trabajo se puede plantear la idea de que las condiciones de estrés y su repercusión en la proteína son determinantes en el desencadenamiento de la cascada reguladora que lleva al gen a sobreexpresarse. Los datos parecen indicar que la secuencia del gen de la hsp70 inducible en mamíferos podría haber evolucionado de tal manera que la proteína codificada por él resulte más apropiada para llevar a cabo su función en condiciones de estrés que la proteína codificada por la hsc70 constitutiva en mamíferos.

Miguel Angel Fuertes *
Referencias bibliográficas
1. Jäättelä M. (1999) Heat shock proteins as cellular lifeguard. Trends Mol. Med. 31: 261-271. 2. Ritossa F. (1962) A new puffing pattern induced by temperature shock and DNP in Drosophila. Experientia 18: 571-573. 3. Bornfeldt KE (2000) Stressing Rac, Ras and downstream heat shock protein 70. Circ. Res. 86: 1101- 1103. 4. Miguel Angel Fuertes, José Manuel Pérez, Manuel Soto, Margarita Menéndez, Carlos Alonso (2004). Thermodynamic stability of the C-terminal domain of the human inducible heat-shock protein 70. Biochim. Biophys. Acta 1699: 45-56. 5. Goto Y, Takahashi N, Fink AL (1990) Mechanism of acid-induced folding of proteins. Biochemistry 29, 3480-3488.

Otros artículos de Miguel Angel Fuertes 1. Miguel Angel Fuertes, Christof Berberich, Rosa María Lozano, Guillermo Giménez-Gallego, Carlos Alonso (1999). Folding stability of the kinetoplastid membrane protein-11 (KMP-11) from Leishmania infantum. Eur. J. Biochem. 260: 559-567 2. Víctor Manuel González, Miguel Angel Fuertes, Antonio Jiménez-Ruiz, Carlos Alonso, José Manuel Pérez (1999). The formation of DNA interstrand cross-link by a novel bis-Pt(II)-berenil complex inhibits the B-Z transition. Mol. Pharmacol. 85: 770-778. 3. Miguel Angel Fuertes, José Manuel Pérez, Manuel Soto, Manuel Carlos López, Carlos Alonso (2001). Calcium-induced conformational changes in Leishmania infantum kinetoplastid membrane protein-11. J. Biol. Inorg. Chem. 6:107-117. 4. Víctor Manuel González, Miguel Angel Fuertes, Carlos Alonso, José Manuel Pérez (2001). Is cisplatin-induced cell death always produced by apoptosis? Mol. Pharmacol. 59: 1-7 5. Miguel Angel Fuertes, José Manuel Pérez, Carlos Alonso (2001). A kinetic model for the B-Z transition of poly[d(G-C). poly[d(G-C)] and poly[d(G-m5C). poly[d(G-m5C)]. J. Biol. Inorg. Chem. 6: 675-682. 6. Miguel Angel Fuertes, Josefina Castilla, Carlos Alonso, José Manuel Pérez (2003). Cisplatin biochemical mechanism of action: From cytotoxicity to induction of cell death through interconnections between apoptotic and necrotic pathways. Curr. Med. Chem. 10: 257-266. 7. Miguel Angel Fuertes, Carlos Alonso, José Manuel Pérez (2003). Biochemical modulation of cisplatin mechanisms of action: Enhancement of antitumor activity and circumvention of drug resistance. Chem. Rev. 103: 645-662 8. Paul A. Nguewa, Miguel Angel Fuertes, Carlos Alonso and José Manuel Pérez (2003). Pharmacological modulation of poly(ADP-ribose) polymerase-mediated cell death: exploitation in cancer chemotherapy. Mol. Phamacol. 64: 1007-1014 9. Miguel Angel Fuertes, José Manuel Pérez, Manuel Soto, Margarita Menéndez, Carlos Alonso (2004). Thermodynamic stability of the C-terminal domain of the human inducible heat-shock protein 70. Biochim. Biophys. Acta 1699: 45-56. 10.Paul A. Nguewa, Miguel Angel Fuertes, Carlos Alonso and José Manuel Pérez. (2004). Programed cell death in single-cell organisms: a way to maximize the biological fitness in trypanosomatids. Trends in Parasitology. 20: 375-380.

Para comunicarse con Miguel Angel Fuertes mencionar a SIIC como referencia: Universidad Autonoma de Madrid. Facultad de Ciencias. Bloque Cx.laboratorio 203, 28049, Madrid, Madrid, España Fono: 91 4978454; Fax: 91 4974799 mafuertes@cbm.uam.es

Título en castellano
ESTABILIDAD TERMODINAMICA DEL DOMINIO C-TERMINAL DE LA PROTEINA INDUCIBLE HUMANA DE CHOQUE TERMICO DE 70 kD

Autores
Miguel Angel Fuertes,¹ José Manuel Pérez,² Manuel Soto,³ Margarita Menéndez,⁴ Carlos Alonso⁵

1 Funcionario de los Organismos, Consejo Superior de Investigaciones Cientificas (CSIC), Responsable de Espectropolarimetria
2 Biólogo, Departamento de Química Inorgánica, Profesor Asociado
3 Biólogo, Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa", Profesor Contratado Doctor
4 Química, Instituto de Química-Fisica Rocasolano (CSIC), Investigadora del CSIC
5 Biólogo, Centro de Biología Molecular "Severo Ochoa", Profesor de Investigación del CSIC