Paper de les Aldo-Ceto reductases en el metabolisme de retinoides: estudi funcional i estructural de l'AKR1B10

Per primer cop, el nostre grup va identificar un enzim de la superfamilia de les aldo-ceto reductases (AKR) actiu amb retinoides. Atès que l'AKR1B12 presenta una identitat seqüencial pròxima al 70% amb l'AKR1B1 i l'AKR1B10 humanes, es va decidir ampliar l'estudi de l'activit...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Gallego Moli, Oriol
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2006
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/3546
Acceso en línea:http://www.tdx.cat/TDX-0809106-120114
http://hdl.handle.net/10803/3546
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Enzimologia
AKR
Retinoides
Ciències Experimentals
577
Descripción
Sumario:Per primer cop, el nostre grup va identificar un enzim de la superfamilia de les aldo-ceto reductases (AKR) actiu amb retinoides. Atès que l'AKR1B12 presenta una identitat seqüencial pròxima al 70% amb l'AKR1B1 i l'AKR1B10 humanes, es va decidir ampliar l'estudi de l'activitat retinoide oxidoreductasa entre les AKR. <br/>En la present Tesi Doctoral, hem aprofundit en l'estudi de l'activitat retinal reductasa de membres de la superfamilia de les aldo-ceto reductases (AKR). El treball es va iniciar amb la caracterització in vitro de l'activitat amb retinoides d'AKR humanes de la família AKR1. En col·laboració amb el grup de la Dra. Natalia Kedishvili (actualment en el Department of Biochemistry and Molecular Genetics, Schools of Medicine and Dentistry, University of Alabama at Birmingham, EUA) es va realitzar una anàlisi comparativa de l'activitat retinol oxidoreductasa d'enzims de les superfamílies de les deshidrogenases/reductases de cadena mitjana (MDR), deshidrogenases/reductases de cadena curta (SDR) i AKR. Es va emprar un nou mètode basat en la solubilització de retinoides amb BSA, i anàlisi mitjançant HPLC. Així, es van poder determinar els valors de les constants cinètiques per a enzims humans de les tres superfamílies sense l'efecte d'inhibició del Tween-80, detergent utilitzat tradicionalment per a l'estudi cinètic de les MDR i AKR (Capítol I). Aquests resultats van posar de relleu que el valor de Km per a retinoides és similar (0,1-1 &#956;M) en els enzims estudiats. Les principals diferències es centren en el valor de kcat, el qual va variar fins a tres ordres de magnitud entre els diferents enzims. Un altre resultat destacable, va ser la desmostració que cap dels enzims era capaç d'utilitzar com a substrat retinol, o retinal, unit a la proteïna cel·lular unidora de retinol (CRBPI). Fins el present treball, s'utilitzaven dos arguments per defensar un paper principal de les SDR en l'oxidació de retinol a retinal, primera etapa de síntesi de l'àcid retinoic: 1) Valors de Km inferiors de les SDR per als retinoides (fins a dos ordres de magnitud respecte les ADH). 2) Capacitat de reconèixer l'holoCRBPI com a substrat, una propietat aparentment exclusiva d'algunes SDR. El nostre estudi, a part de descartar aquests dos arguments, ha introduït les AKR com a tercer grup enzimàtic implicat en el metabolisme de retinoides. <br/>La segona part de la Tesi es centra en l'estudi estructural i funcional de l'AKR1B10, l'AKR que presenta una major eficiència catalítica per a la reducció del retinal. Aquest enzim és sobrexpressat en diferents tipus de càncers humans, el que va fer augmentar el nostre interès per determinar el seu paper en la ruta de síntesi de l'àcid retinoic. A part de l'estudi in vitro de l'activitat retinoide oxidoreductasa de l'enzim, també es va dur a terme un estudi in vivo. Utilitzant cèl·lules COS-1 com a model, i mitjançant transfecció transitòria, es va poder observar que AKR1B10 també participava en la reducció de retinal in vivo, però que en canvi no era capaç d'oxidar retinol. <br/>Finalment, i en col·laboració amb el grup de cristal·lografia de proteïnes del Dr. Ignasi Fita (Parc Científic de Barcelona-CSIC), es va obtenir l'estructura tridimencional del complex ternari AKR1B10-NADP+-tolrestat. El tolrestat és un inhibidor d'AKR1B1 àmpliament estudiat com a fàrmac en el tractament de les complicacions de la diabetis, però que també inhibeix AKR1B10 tant in vitro com in vivo. Tot i l'elevada identitat seqüencial entre AKR1B1 i AKR1B10, aquests enzims presenten constants cinètiques molt diferents per a la reducció del retinal. Així, gràcies a la resolució de l'estructura d'AKR1B10, esperem poder estudiar els determinants estructurals que confereixen a cada enzim les seves propietats cinètiques característiques, així com establir les bases per al disseny de nous inhibidors específics per a cadascun d'ells.

Similares en LA Referencia