Proteínas De Choque térmico

PROTEINAS DE CHOQUE TERMICO

INTRODUCCION:

Hasta el momento se cree que la estructura primaria de una proteína induce a establecer las estructuras secundaria, terciaria y cuaternaria ya que el ADN no sólo determinaría la estructura primaria sino también los niveles superiores de estructura. Sin embargo, la actividad biológica de la proteína depende en gran medida de su estructura terciaria específica mantenida por los enlaces mencionados anteriormente, de tal manera que cuando una proteína se somete a calor, determinadas sustancias químicas, cambios bruscos de pH, etc. su estructura terciaria se desorganiza y las cadenas peptídicas adquieren una conformación al azar que induce a la pérdida de su actividad biológica especialmente cuando actúa como enzima. (7, 8 ,10)

Las temperaturas elevadas, rompen muy fácilmente los puentes débiles de hidrógeno y las interacciones hidrofóbicas a causa del aumento en la energía cinética de las moléculas. La alteración del pH puede cambiar el patrón de ionización de los grupos carboxilo y amino en las cadenas laterales de los aminoácidos desorganizando el patrón de atracciones y repulsiones iónicas que contribuyen a la estructura terciaria normal. (7,8,9,10)

La pérdida de la estructura terciaria se denomina desnaturalización, y siempre se acompaña de la alteración de las funciones biológicas normales de las proteínas. La desnaturalización se puede originar por calor o concentraciones altas de sustancias polares y solventes no polares tales como la úrea que rompen los puentes de hidrógeno que mantienen la estructura de la proteína. Generalmente la desnaturalización es irreversible, particularmente si muchas proteínas desnaturalizadas interactúan en eventos no específicos al azar, como se presenta en los cuerpos de inclusión característicos de algunas enfermedades neurodegenerativas. Sin embargo, en algunos casos la desnaturalización es reversible, y una vez las condiciones del ambiente vuelvan a su estado normal, la proteína puede adquirir su forma activa (ejemplo la lisosima). En este caso se habla de renaturalización. (7, 8, 9, 10)

Las proteínas de choque térmico (HSPS), particularmente la proteína inducible de HSP72, tiene un papel importante en el favorecimiento de una respuesta antitumoral, transportando péptidos inmunogénicos o actuando como inmunoestimulantes, induciendo la activación y maduración de células dendríticas (DC). La función básica de estas proteínas, como chaperonas moleculares independientes de ATP, incrementa la sobrevivencia celular bajo cualquier tipo de estrés. La función chaperona es natural para la estructura se las proteína de la familia HSP70, las cuales tienen un dominio C-terminal que une proteínas no-plegadas y péptidos y adicionalmente tiene un N-terminal con actividad APTasa que controla la apertura y cierre del surco de unión al péptido. Su papel inmunoestimulante podría antagonizar con su actividad protectora contra la muerte celular por estrés o agentes citotóxicos. La HSP70 inducible está implicada en llevar a cabo estas dos funciones, los cuales son el propósito de esta revisión. Además, es posible que otros miembros de la familia HSP70 estén implicados, pero en diferentes formas: induciendo respuesta inmune o como protectores del crecimiento tumoral inhibiendo la apoptosis. La comprensión de los mecanismos que regulan las dos actividades, es crucial en el desarrollo de una terapia afectiva antitumoral a través de la búsqueda de sustancias que, preservando su potencial inmunogénico, no incrementen la resistencia del tumor a la terapia antitumoral clásica. (7, 8, 9, 10)

DEFINICION:

Las proteínas de choque térmico pertenecen al grupo de proteínas de estrés y son moléculas presentes en todas las células, se unen a los péptidos nacientes para dirigir su plegamiento, garantizando su estructura tridimensional y con ello su funcionamiento correcto. Dentro de éste grupo de moléculas se encuentran las proteínas de choque térmico pequeñas (sHsp/HSPB), también, capaces de unirse a péptidos y proteínas dañadas por diversos tipos de agresiones, facilitando su reparación o degradación. En células expuestas a situaciones adversas se produce un rápido aumento en las concentraciones de estas proteínas. Aunque inicialmente se asoció la expresión de las proteínas de estrés a aumentos bruscos de temperatura, hoy día es conocido que existen en condiciones fisiológicas normales y sus concentraciones se aumentan en respuesta a un amplio espectro de agresiones ambientales como: infecciones virales, inflamaciones, cuadros febriles, exposición a compuestos citotóxicos, acidificación del pH, anoxia o shock térmico. La producción de este tipo de moléculas constituye un mecanismo de defensa que permite a la célula adaptarse a condiciones anómalas y aumentar su capacidad de supervivencia. Se presenta en este trabajo, una breve reseña histórica de las proteínas de choque térmico pequeñas, su asociación con algunas patologías y se discute el estado actual del conocimiento de este tipo de moléculas y los posibles mecanismos implicados en las enfermedades conformacionales o proteinopatías, en donde existen alteraciones en la conformación nativa de las proteínas. (7)

Chaperonas: su papel en el establecimiento de la forma de las proteínas (9, 10, 11, 14)

El establecimiento de los pliegues de la molécula en una estructura terciaria es algo complicado que se ha estudiado por muchos años. La proteína no se forma toda de una vez, en algunas células puede tomar varios minutos desde el comienzo de la síntesis hasta que adquiere la conformación definitiva. Este proceso es de suma complejidad, sobre todo cuando la proteína es de gran tamaño; por lo cual la célula con el fin de asegurar la producción de moléculas de buena calidad utiliza un grupo especial de otras proteínas, llamadas chaperonas, que ayudan en parte a prevenir el plegamiento inapropiado que conduce a desórdenes metabólicos. Algunas chaperonas se unen a proteínas en formación y las protege de las interacciones con otras hasta que la nueva molécula adquiere su estructura correcta. Otras por su parte, participan en la conformación de una molécula proteica específica.

Otro aspecto importante de algunas chaperonas conocidas genéricamente como proteínas de "Choque Térmico" es la respuesta que desencadenan ante cambios bruscos de temperatura. Esta respuesta consiste principalmente en elevar su concentración en la célula con el fin de permitir su interacción con las demás proteínas y evitar su desnaturalización. Algunas evidencias sugieren que las proteínas se pliegan de manera anormal en ciertas enfermedades infecciosas como el mal de las "vacas locas" o la enfermedad de Creutzfeldt-Jakob o neurodegenerativas

...