Los peroxisomas son orgánulos celulares que llevan a cabo una serie de funciones, incluida la degradación de citotoxinas. Para este propósito, requieren enzimas que deben transportarse a los peroxisomas a través de una maquinaria complicada. El equipo del grupo de investigación Bioquímica de los mecanismos de transporte intracelular de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) encabezado por el profesor Harald Platta ha detectado un paso de transporte aún desconocido. obteniendo así una mejor comprensión de las enfermedades potencialmente mortales. El grupo publicó su informe en la reconocida revista Biochimica et Biophysica Acta - Célula molecular Investigación en febrero de 2019.

Los peroxisomas son orgánulos celulares de vital importancia. Proporcionar una cámara de reacción aislada para más de 50 enzimas, están vinculados a numerosos procesos celulares. La función principal de los peroxisomas es la degradación de los ácidos grasos de cadena larga y las citotoxinas. "Además, también cumplen funciones altamente especializadas, por ejemplo en la síntesis de penicilina en hongos, la formación de lisina en levaduras, la fotorrespiración de las plantas y la generación de plasmalógenos para la materia blanca del cerebro en los animales, "explica Harald Platta. Los defectos en la formación de peroxisomas funcionales conducen a graves trastornos metabólicos en los seres humanos, que a menudo resultan en la muerte infantil.

El motor de la maquinaria de importación

Para que los peroxisomas cumplan sus funciones, primero tienen que importar las enzimas relevantes adentro. La mayoría de las enzimas son guiadas al peroxisoma respectivo por el receptor importado Pex5p. Ese receptor está controlado por la proteína ubiquitina (Ub) que se adhiere al receptor temporalmente.

"Hasta la fecha, hemos podido dividir el mecanismo de importación en cinco pasos, "elabora Harald Platta:" Primero, la unión de Pex5p a la enzima importada en el citoplasma. Segundo, la unión del complejo enzimático Pex5p con el peroxisoma. Tercera, la enzima se libera dentro del peroxisoma. Cuatro, Ub adhiriéndose a Pex5p. Y quinto, la exportación de Pex5p modificado con Ub en el citoplasma para permitir más reacciones de importación ".

El ABS de las máquinas moleculares

La unión de una molécula de Ub a Pex5p juega un papel crucial para el ciclo de importación. Se requiere energía para este paso, así como para la posterior exportación del complejo. "En publicaciones anteriores, hemos descrito la conexión de Ub al receptor de importación como un pedal de acelerador, como si fuera, "dice Platta.

Sin embargo, no estaba claro qué sucedió exactamente con el Pex5p modificado con Ub exportado. El estudio actual, que se basa en primer lugar en el Ph.D. proyectos de Rebecca Brinkmeier y Fouzi El Magraoui, ha dado una respuesta a esta pregunta. Al analizar las variantes de Ub y Pex5p generadas sistemáticamente, el equipo demostró que una fusión Ub-Pex5p estable causa un defecto en la importación de proteínas peroxisomales. Respectivamente, Ub tiene que separarse de Pex5p nuevamente.

Una vez que la ubiquitina ha sido absorbida por otra enzima, Pex5p vuelve a su estado original y se puede reutilizar. Si falta este paso, el receptor de importación gira fuera de control. Primero, se desliza dentro del citoplasma como un complejo, hasta que choca erráticamente contra el peroxisoma donde bloquea el complejo de acoplamiento, inhibiendo así la importación del Pex5p modificado con Ub correcto. "Finalmente, esto conduce a la pérdida completa de la función en el peroxisoma, ", concluye Platta." Nuestro estudio añade así el sexto paso necesario al ciclo de importación ".