Efecto de PIASy sobre proteínas implicadas en la enfermedad de Lafora

• Autores: María Teresa Rubio López
• Directores de la Tesis: Santiago Vernia Miralles (dir. tes.), Pascual Felipe Sanz Bigorra (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de València ( España ) en 2012
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Federico Pallardó Calatayud (presid.), Francisco Estruch Ros (secret.), Marta Casado Pinna (voc.), Pablo Miguel García-Rovés González (voc.), Roberto Erwin Knecht (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Fisiología humana
      • Metabolismo humano
    • Biología molecular
  • Ciencias médicas
    • Ciencias de la nutrición
      • Metabolismo energético
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  Digital CSIC  TESEO 
• Resumen

  • La enfermedad de Lafora (LD; OMIM: 254780) es una epilepsia mioclónica de herencia autosómica recesiva que se inicia en la adolescencia y cursa con un deterioro neurológico progresivo, ocasionando la muerte del paciente a los pocos años de la aparición de los primeros síntomas. Hasta la fecha se han identificado dos genes implicados en la enfermedad, EPM2A que codifica para laforina, una fosfatasa dual, y EPM2B que codifica para malina, una E3 ubicuitina ligasa. Existen pacientes con LD en los que no se han identificado mutaciones en el gen EPM2A ni en EPM2B, lo cual sugiere la existencia de un tercer locus1. En un rastreo de doble híbrido, para identificar posibles sustratos y/o cofactores de laforina se observó la interacción de ésta con la propia laforina, con malina, R5/PTG (Protein targeting to Glycogen), AMPK (AMP-activated protein kinase) y PIASy (Protein Inhibitor of Activated STAT y). PIASy pertenece a una familia de proteínas de la que en humanos, se han identificado cuatro miembros (PIAS1, PIASx (PIAS2), PIAS3 y PIAS4 (PIASy) que se expresan ubicuamente. Las proteínas PIAS se caracterizan por modular la actividad de numerosas proteínas, regulando su localización y/o modificándolas covalentemente mediante la adición de grupos SUMO, gracias a su actividad E3 SUMO ligasa. La sumoilación de proteínas es un mecanismo de modificación postraduccional, altamente análogo a la ubicuitinación, y que puede regular la actividad del sustrato a muchos niveles, como modulando su interacción con otras proteínas, su localización subcelular, protegiéndolo de degradación mediante el bloqueo de sitios de ubicuitinación o por el contrario favoreciendo su ubicuitinación2. Se ha descrito la participación de PIASy en numerosos procesos como inflamación o apoptosis, modulando la actividad transcripcional de factores de transcripción como NFk-ß o p53. No obstante, hasta la fecha se desconoce la relevancia de la interacción de PIASy con laforina-malina, su posible papel en la regulación del metabolismo del glucógeno, o su implicación en la etiología de la enfermedad de lafora. En esta tesis doctoral se han analizado las interacciones entre PIASy y el complejo laforina-malina, confirmándose la existencia de una interacción física entre estas proteínas. Sin embargo por el momento se desconoce la función fisiológica de estas interacciones. La interacción entre PIASy y el complejo laforina-malina permitió observar la actividad del complejo laforina-malina como regulador negativo de la señalización por leptina, de independientemente de la sobreexpresión de PIASy. Esta actividad represora de laforina y malina en la señal de leptina se pudo confirmar tanto en células de mamífero como en modelos animales con ratones que no expresan laforina Epm2a-/-. Los resultados mostrados en este trabajo sugieren una nueva función del complejo laforina y malina aunque por el momento se desconoce el mecanismo molecular de esta regulación. Por último se estudió el posible papel de PIASy en la regulación de otras proteínas relacionadas con el complejo laforina-malina, como AMPK. Observándose que la subunidad AMPKß se sumoila en un proceso mediado por PIASy. La sumoilación de esta subunidad es específica para SUMO2 y para la isoforma AMPKß2, ya que AMPKß1 no se sumoila. Por el momento desconocemos la importancia fisiológica de esta modificación pero nuestros resultados sugieren que la sumoilación de esta subunidad promueve la activación del trímero de AMPK. En este sentido se ha podido observar, por ensayos de microscopia, que la sumoilación de AMPKß2 promueve su localización en gránulos citoplasmáticos colocalizando con SUMO2. Estos resultados en conjunto sugieren la participación del proceso de sumoilación en la regulación de proteínas implicadas en la enfermedad de Lafora, resultando interesante el estudio de esta modificación post-traduccional en el contexto molecular de esta enfermedad.