Glicogen sintasa muscular: elements de control de la distribució subcel.lular i identificació de residus crítics per a la catàlisi.
- Autores: Emili Cid Roldós
- Directores de la Tesis: Joan Carles Ferrer Artigas (dir. tes.), Joan Josep Guinovart i Cirera (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2002
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Emili Itarte (presid.), Josep Lluis Gelpi Buchaca (secret.), Carlos Ciudad Gómez (voc.), Susanna Baque Lopez (voc.), Roberto A. Geremia (voc.)
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
La glicogen sintasa muscular és un enzim altament regulat. Aquesta tesi doctoral ha aprofondit en diversos aspectes no resolts com la descripció del seu mecanisme catalític i les relacions estructura-funció o la distribució subcellular de lenzim. Així doncs aquesta tesi doctoral ha combinat diferents tècniques, ja siguin bioinformàtiques, bioquímiques i de biologia cellular i molecular i els resultats obtinguts es resumeixen en els següents paràgrafs.
Els resultats de la comparació de les glicogen (midó) sintases i les glicogen sintases indiquen que a més de catalitzar la mateixa reacció, la síntesi de ?(1?4)-glucà, comparteixen característiques similars així com zones destructura secundària predita homòlogues. Per tant podrien incloure's en una mateixa "superfamília".
A més es detectà que les glicogen (midó) sintases darqueobacteris són filogenèticament properes a les glicogen sintases de fongs i mamífers. Endemés d'ésser similars a nivell de seqüència i estructura secundària predita presenten una especificitat de substrat semblant i una mida més reduïda. Per tant són bons models per a estudiar a nivell estructural tant les glicogen sintases com les glicogen (midó) sintases.
També sha demostrat que el residu Glu-510 de la HsMGS és essencial per a la catàlisi i el Glu-518 hi juga un paper important però secundari. Proposem que els equivalent daquests residus en les glicosiltransferases de les famílies 4, 5, i 15 també són fonamentals en el mecanisme de catàlisi.
La glicogen sintasa muscular de mamífers presenta una localització subcellular regulada entre el nucli i el citoplasma. Aquesta translocació no és exclusiva de l'enzim humà ni de les cèllules de tipus muscular ja que també es presenta la línia cellular 3T3-L1, un model dadipòcits de ratolí. Ni la sobreexpressió ni la fusió de lenzim a GFP alteren aquesta distribució regulada. Endemés quan se sobreexpressa la glicogen sintasa muscular en cèllules que no la expressen també es manté la distribució regulada.
De diferents experiments de mutagènesi dirigida també sha observat que la glucosa 6-fosfat juga un paper estimulador en lexport des del nucli de la HsMGS. Laugment de la concentració de glucosa 6-fosfat és necessaria per afavorir la seva localització correcta a lhora de sintetitzar glicogen, per tal de fornir de substrat i per activar a la glicogen sintasa.
La concentració de la HsMGS en el nucli es produeix en resposta a la depleció del glicogen intracellular. El glicogen realitzaria una funció de retenció de la proteïna en el citoplasma impedint-ne la seva translocació al nucli.
Dins del nucli la HsMGS forma agregacions esfèriques que es distribueixen pel nucleoplasma. Aquestes agrupacions collocalitzen amb p80-coilina i PML.
La capacitat de lenzim de catalitzar la síntesi de l?(1?4)-glucà no és necessària per al control de la localització subcellular, ja que el mutant Glu-510 (catalíticament incapaç) es distribueix en la cèllula de la mateixa forma que lenzim salvatge.
La fosforilació i desfosforilació dels llocs descrits que controlen lactivitat de la HsMGS no regulen la distribució subcellular daquest enzim. Malgrat això, existeixen certes evidències que daltres residus no identificats es fosforilen, i tenint en compte que el transport nucleocitoplasmàtic es regula molt freqüentment mitjançant fosforilació-desfosforilació, seria possible que aquests nous llocs controlessin en alguna mesura la translocació de la HsMGS.
Finalment també sha demostrat que lexport nuclear de la HsMGS està mediat per la via clàssica dexport, que és leptomicina B sensible.
