Un equipo internacional de investigadores ha identificado un mecanismo clave para la regulación de una proteína esencial para la función de los músculos y el corazón.
En concreto, el trabajo describe un nuevo mecanismo de regulación de la elasticidad de la proteína gigante titina, una proteína clave para el funcionamiento de los músculos en general y del corazón en particular; mutaciones en el gen de la titina son causa frecuente de miopatías y de miocardiopatías.
Los resultados de esta investigación se publican en la revista Nature Communications, en un artículo que firman investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) y de la Universidad de Columbia en Nueva York (EEUU).
El investigador del CNIC Jorge Alegre-Cebollada, quien ha coordinado el estudio, explica que la titina es la proteína más grande presente en el ser humano y, por tanto, tiene multitud de funciones.
“Simplificando mucho, podemos describirla como un ‘muelle molecular’, que permite que las células musculares se contraigan en sintonía”.
Sin embargo, no es un muelle sencillo y uno de los varios mecanismos físicos que determinan la elasticidad de la titina es el desplegamiento de ciertas regiones de su estructura, llamadas dominios inmunoglobulina, asegura el investigador en una nota del CNIC.
Elasticidad de la tinina
Existen más de cien dominios en titina cuya acción concertada determina la elasticidad global de esta proteína.
Usando técnicas de bioinformática y de biología estructural, el equipo se percató de que estos dominios inmunoglobulina incluían un contenido elevado de un aminoácido muy especial, la cisteína.
En una proteína, cuando dos cisteínas están próximas, pueden dar lugar a un enlace químico entre ellas, denominado ‘puente disulfuro’, indica Alegre-Cebollada.
Los investigadores vieron que muchos de los dominios inmunoglobulina de titina podían establecer estos puentes disulfuro y, además, que era posible que se produjera un intercambio dinámico de estos puentes disulfuro, denominado isomerización.
“Lo más interesante es que la presencia e isomerización de estos puentes disulfuro predecían cambios drásticos en las propiedades elásticas de la titina”.
La formación de puentes disulfuro a partir de cisteínas forma parte de un conjunto más amplio de transformaciones bioquímicas denominadas de óxido-reducción (rédox).
Desde hace décadas, se conoce que procesos patológicos como el infarto conducen a cambios drásticos en el ambiente rédox del miocardio.
Actualmente, el grupo de Alegre-Cebollada está investigando cómo la modificación del estado rédox de titina es utilizada por nuestro organismo como mecanismo de modulación de la actividad muscular y cardiaca, y como distintas enfermedades pueden interferir con la actividad mecánica de la proteína, resultando en pérdidas funcionales.
