Mara Expsito Serrano 1 Biotecnologa

PROTENAS GPI

Un caso especial de asociacin de las protenas a las membranas celulares es

mediante un anclaje GPI. Los anclajes GPI estn constituidos por glicolpidos que se

unen al C-terminal de ciertas protenas hidrfilas quedando estas ancladas en el lado

extracelular de la membrana. Este tipo de protenas de anclaje se producen por la

mayora de las clulas eucariotas. Realizan un conjunto diverso de funciones como

enzimas o presentadores de antgenos, procesos de transduccin de seales o de

adhesin celular.

Su descubrimiento tuvo lugar en 1976 tras

observar que una enzima recin purificada a

partir de bacterias (fosfatidilinositolfosfolipasa)

fue capaz de liberar fosfatasa alcalina.

Posteriormente, se observ que otras protenas

podran ser liberadas de la misma manera,

deducindose que estas protenas se unen

covalentemente a la membrana celular a travs de

una fraccin de fosfatidilinositol.

Tras su posterior estudio se conoce la estructura

de los anclajes GPI. Se presenta fosfatidilinositol

con restos glucdicos (trimanosil glucosamina) y

varias unidades de fosforiletanolamina a una de

las cuales se une la protena mediante un enlace

amida. Las dos cadenas aciladas del

fosfatidilinositol son las que contribuyen al anclaje hidrfobo a la bicapa de la

membrana.

La sntesis de los anclajes GPI comparte similitudes con la va de N-glucosilacin de

protenas, pues como esta se inicia en la cara citoplsmica del retculo endoplsmico

(RE) y requieren flipasas lipdicas para traslocar glicolpidos a la cara de la membrana

que da a la luz del retculo endoplasmtico donde se continan los procesos. La sntesis

del anclaje GPI requiere fosfatidiletanolamina. Se forma por la adicin de glcidos y

fosfoetanolamina, as como una molcula de fosfatidilinositol.

Por lo que sabemos hasta el momento se encuentran en la parte externa de la

membrana plasmtica o contenida en el interior de orgnulos celulares y vesculas.

Una protena GPI puede identificarse a travs de varios mtodos: liberarla de la

membrana de la clula utilizando PI-PLC bacteriano, deteccin de anticuerpos, marcaje

metablico o insolubilidad de la protena al usar detergente.

Este tipo de anclaje proporciona a las protenas propiedades adicionales:

- Puede aportar actividad enzimtica, como la fosfolipasa D que escinde anclajes

GPI.

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- Este tipo de enlaces asocian a las protenas enlazadas a balsas de lpidos que

estn enriquecidas con esfingomielina, colesterol, glucoesfingolpidos. Estas

balsas sirven como lugares para diversas funciones celulares como sealizacin

y la endocitosis. Tambin las hace parcialmente resistentes a ciertos detergentes

no inicos.

- Participan en la trasduccin de seales como el aumento del in Ca2+ en el

medio celular o la fosforilacin de la tirosina. Si estas protenas estn ancladas

por un dominio transmembrana no se produce la sealizacin.

- Forman parte del proceso de endocitosis que conlleva la implicacin de la

catrina para el reconocimiento de las partculas.

- Toman parte en el cell painting que es un proceso de transmisin entre clulas.

As como este tipo de protenas realizan funciones muy importantes para el organismo,

estn tambin asociadas a una gran variedad de enfermedades:

Hemoglobinuria paroxtica nocturna:

Desorden celular que afecta al proceso clonal de clulas madre hematopoyticas a causa

de una mutacin somtica que provoca la deficiencia de las protenas GPI en las

membranas plasmticas de las clulas que proceden de estas. Los eritrocitos afectados

por esta mutacin sufren lisis al ser atacados por el complemento del sistema inmune al

no presentar estos receptores de membrana en el glucoclix y liberndose por ello

hemoglobina al plasma sanguneo que genera xido ntrico. Los sntomas son dolores

abdominales, espasmos, trombosis

Enfermedades prinicas:

Este tipo de enfermedades se producen por el mal plegamiento post-traduccional de la

forma normal de la protena prinica (PrPc) que adopta otra conformacin

tridimensional transformndose en una protena infecciosa (PrPSc). Las balsas de

lpidos suelen ser lugares ideales para la acumulacin de estas protenas infecciosas y

pueden causarse enfermedades neurodegenerativas bastante graves y enfermedades

como la encefalopata espongiforme transmisibles, el scrapie (ovejas), la enfermedad de

Creutzfeldt-Jakob (humanos), etc.

Malaria:

La malaria es una enfermedad producida por cuatro especies de parsitos que infectan a

los seres humanos, generalmente Plasmodium falciparum . Entre los sntomas de la

enfermedad se incluyen enfermedad respiratoria aguda, insuficiencia renal, edema

pulmonar y convulsiones. Las protenas GPI tienen un papel clave en la infeccin por P.

falciparum pues son potentes activadores de clulas inmunes capaces de produccin de

citoquinas pro - inflamatorias como el TNF.

Formacin de poros por toxinas:

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Existen toxinas que se insertan en las membranas y forman canales. El anclaje GPI tiene

cierta especificidad que permite la unin de estas toxinas a la membrana daando a la

clula.