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Cristalina

En anatomía , la cristalina es una proteína estructural soluble en agua que se encuentra en el cristalino y la córnea del ojo y que es responsable de la transparencia de la estructura. [1] También se ha identificado en otros lugares, como el corazón y en tumores de cáncer de mama agresivos. [2] [3] Los orígenes físicos de la transparencia del cristalino y su relación con las cataratas son un área activa de investigación. [4] Dado que se ha demostrado que la lesión del cristalino puede promover la regeneración nerviosa, [5] la cristalina ha sido un área de investigación neuronal. Hasta ahora, se ha demostrado que la cristalina β b2 (crybb2) puede ser un factor promotor de neuritas . [6]

Función

La función principal de las cristalinas, al menos en el cristalino , es probablemente aumentar el índice de refracción sin obstruir la luz. Sin embargo, esta no es su única función. Se ha puesto de manifiesto que las cristalinas pueden tener varias funciones metabólicas y reguladoras, tanto en el cristalino como en otras partes del cuerpo. [7] Ahora se han caracterizado más proteínas que contienen dominios βγ-cristalinas como proteínas de unión al calcio con un motivo de clave griega como un nuevo motivo de unión al calcio. [8]

Actividad enzimática

Algunas cristalinas son enzimas activas , mientras que otras carecen de actividad pero muestran homología con otras enzimas. [9] [10] Las cristalinas de diferentes grupos de organismos están relacionadas con un gran número de proteínas diferentes, las de aves y reptiles están relacionadas con la lactato deshidrogenasa y la argininosuccinato liasa , las de los mamíferos con la alcohol deshidrogenasa y la quinona reductasa , y las de los cefalópodos con la glutatión S-transferasa y la aldehído deshidrogenasa . Si estas cristalinas son productos de un accidente fortuito de la evolución, en el que estas enzimas particulares resultaron ser transparentes y altamente solubles, o si estas diversas actividades enzimáticas son parte de la maquinaria protectora del cristalino, es un tema de investigación activo. [11] El reclutamiento de proteínas que originalmente evolucionaron con una función para servir a una segunda función no relacionada es un ejemplo de exaptación . [12]

Una alineación de las proteínas cristalinas humanas alfa, beta y gamma de Uniprot.

Clasificación

Las cristalinas del cristalino de los vertebrados se clasifican en tres tipos principales: alfa, beta y gamma. Estas distinciones se basan en el orden en el que se eluyen de una columna de cromatografía de filtración en gel . También se denominan cristalinas ubicuas. Las beta y gamma-cristalinas (como CRYGC ) son similares en secuencia, estructura y topología de dominios, y por lo tanto se han agrupado en una superfamilia de proteínas llamada βγ-cristalinas. La familia de las α-cristalinas y las βγ-cristalinas componen la principal familia de proteínas presentes en el cristalino. Se encuentran en todas las clases de vertebrados (aunque las gamma-cristalinas son escasas o están ausentes en los cristalinos de las aves); y la delta-cristalina se encuentra exclusivamente en reptiles y aves. [13] [14]

Además de estas cristalinas, existen otras cristalinas específicas de taxones que solo se encuentran en el cristalino de algunos organismos; entre ellas, las cristalinas delta, épsilon, tau e iota. Por ejemplo, las cristalinas alfa, beta y delta se encuentran en el cristalino de aves y reptiles, y las familias alfa, beta y gamma se encuentran en el cristalino de todos los demás vertebrados.

Alfa-cristalina

La alfa-cristalina se presenta en forma de grandes agregados que comprenden dos tipos de subunidades relacionadas (A y B) que son muy similares a las pequeñas (15-30 kDa) proteínas de choque térmico ( sHsp ), particularmente en sus mitades C-terminales. La relación entre estas familias es una de duplicación y divergencia génica clásica, de la pequeña familia HSP, lo que permite la adaptación a nuevas funciones. La divergencia probablemente ocurrió antes de la evolución del cristalino del ojo, encontrándose la alfa-cristalina en pequeñas cantidades en los tejidos fuera del cristalino. [13]

La alfa-cristalina tiene propiedades similares a las de la chaperona , incluida la capacidad de prevenir la precipitación de proteínas desnaturalizadas y aumentar la tolerancia celular al estrés. [15] Se ha sugerido que estas funciones son importantes para el mantenimiento de la transparencia del cristalino y la prevención de cataratas . [16] Esto está respaldado por la observación de que las mutaciones de la alfa-cristalina muestran una asociación con la formación de cataratas.

El dominio N-terminal de la alfa-cristalina no es necesario para la dimerización o la actividad de chaperona, pero parece ser necesario para la formación de agregados de orden superior. [17] [18]

Cristalina beta y gamma

La beta- y la gamma-cristalina forman una familia separada. [19] [20] Estructuralmente, las beta y gamma cristalinas están compuestas de dos dominios similares que, a su vez, están compuestos cada uno de dos motivos similares con los dos dominios conectados por un péptido conector corto . Cada motivo, que tiene alrededor de cuarenta residuos de aminoácidos de longitud, está plegado en un patrón de clave griega distintivo . Sin embargo, la beta cristalina es un oligómero , compuesto de un grupo complejo de moléculas, mientras que la gamma cristalina es un monómero más simple . [21] [22]

Referencias

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  2. ^ Lutsch G, Vetter R, Offhauss U, Wieske M, Gröne HJ, Klemenz R, Schimke I, Stahl J, Benndorf R (1997). "Abundancia y localización de las pequeñas proteínas de choque térmico HSP25 y alfaB-cristalina en el corazón de rata y humano". Circulation . 96 (10): 3466–3476. doi :10.1161/01.cir.96.10.3466. PMID  9396443.
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  4. ^ Panda, Alok Kumar; Nandi, Sandip Kumar; Chakraborty, Ayón; Nagaraj, Ram H.; Biswas, Ashis (1 de enero de 2016). "Papel diferencial de las mutaciones de la arginina en la estructura y funciones de la α-cristalina". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1860 (1, Parte B): 199–210. doi :10.1016/j.bbagen.2015.06.004. PMC 4914040 . PMID  26080000. 
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  23. ^ "Uniprot".

Lectura adicional

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