stringtranslate.com

Lipocalina

Las lipocalinas son una familia de proteínas que transportan pequeñas moléculas hidrófobas como esteroides , bilinas , retinoides y lípidos , y la mayoría de las lipocalinas también pueden unirse al hierro complejado (a través de sideróforos [2] o flavonoides [3] ) así como al hemo . [4] Comparten regiones limitadas de homología de secuencia y una arquitectura de estructura terciaria común. [5] [6] [7] [8] [9] Se trata de un barril beta antiparalelo de ocho hebras con una topología repetida +1 que encierra un sitio de unión de ligando interno. [7] [8]

Estas proteínas se encuentran en bacterias gramnegativas , células de vertebrados e invertebrados y en plantas. Las lipocalinas se han asociado con muchos procesos biológicos, entre ellos la respuesta inmunitaria , el transporte de feromonas , la síntesis biológica de prostaglandinas , la unión de retinoides y las interacciones con células cancerosas . [10]

Función

Respuesta inmune

Las proteínas lipocalinas son actores clave importantes de la inmunidad nutricional al retener y secuestrar micronutrientes. [11] Por lo tanto, pueden regular los procesos inflamatorios y de desintoxicación causados ​​por la activación del sistema inmunológico en mamíferos. Son alérgenos respiratorios conocidos de ratones, gatos, perros, caballos y otros animales. Los ejemplos de proteínas lipocalinas involucradas en las respuestas del sistema inmunológico incluyen alfa-1-microglobulina , alfa-1-glicoproteína ácida y C8gamma. Está disponible información estructural para muchas proteínas lipocalinas que influyen en el sistema inmunológico, mientras que su papel exacto en los sistemas biológicos aún no está claro. Se ha demostrado que los alérgenos de lipocalina evocan una respuesta inmune desviada de Th2 , importante para la sensibilización alérgica, cuando se aplican en su forma apo (con un cáliz vacío desprovisto de ligandos), mientras que la forma holo parecía ejercer propiedades inmunosupresoras in vitro . [12]

Transporte de feromonas

La familia de las lipocalinas se ha relacionado con el transporte de feromonas de mamíferos debido a interacciones entre proteínas y feromonas que son fácilmente observables. Las lipocalinas son comparativamente pequeñas en tamaño y, por lo tanto, son menos complicadas de estudiar en comparación con las proteínas grandes y voluminosas. También pueden unirse a varios ligandos para diferentes propósitos biológicos. Las lipocalinas se han detectado como proteínas transportadoras de feromonas importantes en la mucosidad nasal de roedores. Las principales proteínas urinarias , una subfamilia de lipocalinas, se encuentran en la orina de ratones y ratas y pueden actuar como feromonas proteicas en sí mismas. [13]

Síntesis de prostaglandinas

Esta familia de proteínas juega un papel en el sistema biológico de síntesis terminal de prostaglandinas.

Unión de retinoides

El retinol (vitamina A) es un micronutriente importante que afecta la vista, la diferenciación celular , el funcionamiento del sistema inmunitario, el crecimiento óseo y la supresión tumoral . La absorción y el metabolismo del retinol dependen de las lipocalinas, que actúan como proteínas de unión. Los ésteres de retinol (presentes en las carnes) y el betacaroteno (presente en las plantas) son las dos principales fuentes de retinoides en la dieta. Tras la ingesta, se convierten en retinol, se metabolizan sucesivamente y finalmente se unen a las proteínas de unión al retinol (lipocalinas) en el plasma sanguíneo .

Interacciones entre células cancerosas

Dado que las lipocalinas son proteínas extracelulares , sus efectos intracelulares no son evidentes y requieren más estudios. Sin embargo, los ligandos lipofílicos , presentes como sustituyentes de las lipocalinas, tienen la capacidad de entrar en la célula, donde pueden actuar como inhibidores de la proteasa tumoral . Esta investigación sugiere otra posible vía de investigación de la relación proteína-tumor.

Alérgenos

Algunas de las proteínas de esta familia son alérgenos. Las alergias son reacciones de hipersensibilidad del sistema inmunitario a sustancias específicas llamadas alérgenos (como polen, picaduras, fármacos o alimentos) que, en la mayoría de las personas, no producen síntomas. Se ha establecido un sistema de nomenclatura para los antígenos (alérgenos) que causan alergias atópicas mediadas por IgE en los seres humanos. [14] Este sistema de nomenclatura se define mediante una designación que se compone de las tres primeras letras del género; un espacio; la primera letra del nombre de la especie; un espacio y un número arábigo. En el caso de que dos nombres de especies tengan designaciones idénticas, se discriminan entre sí añadiendo una o más letras (según sea necesario) a cada designación de especie.

Los alérgenos de esta familia incluyen alérgenos con las siguientes designaciones: Bla g 4, Bos d 2, Bos d 5, Can f 1, Can f 2, Fel d 4, Equ c 1 y Equ c 2. [ cita requerida ]

Hormona

LCN2 (Lipocalina 2) actúa como una hormona derivada de los huesos que cruza la BHE y actúa sobre el núcleo paraventricular PVN del hipotálamo en el cerebro. [ cita requerida ]

Estructura

Aunque las lipocalinas son una familia amplia de proteínas muy variadas, su estructura tridimensional es una característica unificadora. Las lipocalinas tienen un pliegue en barril β simétrico, antiparalelo y de ocho hebras, que es, en esencia, una lámina beta que se ha enrollado en una forma cilíndrica. Dentro de este barril se encuentra un sitio de unión de ligando, que desempeña un papel importante en la clasificación de la lipocalina como proteína de transporte. [15] Si las lipocalinas se modifican genéticamente en el intento de modificar sus propiedades de unión, se las llama anticalinas . [16]

Miembros de la familia

Se ha propuesto el nombre "lipocalina" [5] para esta familia de proteínas, pero también se incluyen las proteínas de unión a ácidos grasos citosólicos . Las secuencias de la mayoría de los miembros de la familia, las lipocalinas centrales o de núcleo, se caracterizan por tres tramos cortos conservados de residuos, mientras que otros, el grupo atípico de las lipocalinas, comparten solo uno o dos de estos. [8] [17] Las proteínas que se sabe que pertenecen a esta familia incluyen alfa-1-microglobulina (proteína HC); proteínas urinarias principales ; alfa-1-glicoproteína ácida ( orosomucoide ); [18] afrodisina; apolipoproteína D ; beta-lactoglobulina ; cadena gamma del componente del complemento C8 ; [19] crustacianina ; [20] proteína de unión al ácido epididimario-retinoico (E-RABP); [21] insectacianina; proteína de unión a odorantes (OBP); alfa-2 globulina endometrial asociada al embarazo humano ( PAEP ); probasina (PB), una proteína prostática; prostaglandina D sintasa ; [22] purpurina; proteína de la glándula de von Ebner ( VEGP ); [23] y proteína secretora epididimaria IV de lagarto (LESP IV). [24]

Las proteínas humanas que contienen el dominio lipocalina incluyen:

Véase también

Referencias

  1. ^ Campanacci V, Nurizzo D, Spinelli S, Valencia C, Tegoni M, Cambillau C (marzo de 2004). "La estructura cristalina de la lipocalina Blc de Escherichia coli sugiere un posible papel en la unión de fosfolípidos". FEBS Letters . 562 (1–3): 183–188. Bibcode :2004FEBSL.562..183C. doi : 10.1016/S0014-5793(04)00199-1 . PMID  15044022. S2CID  26737744.
  2. ^ Goetz DH, Holmes MA, Borregaard N, Bluhm ME, Raymond KN, Strong RK (noviembre de 2002). "La lipocalina neutrófila NGAL es un agente bacteriostático que interfiere con la adquisición de hierro mediada por sideróforos". Molecular Cell . 10 (5): 1033–1043. doi : 10.1016/s1097-2765(02)00708-6 . PMID  12453412.
  3. ^ Roth-Walter F, Pacios LF, Bianchini R, Jensen-Jarolim E (diciembre de 2017). "Vinculación de la deficiencia de hierro con la alergia: papel de los alérgenos moleculares y el microbioma". Metallomics . 9 (12): 1676–1692. doi : 10.1039/c7mt00241f . PMID  29120476.
  4. ^ Matz JM, Drepper B, Blum TB, van Genderen E, Burrell A, Martin P, et al. (julio de 2020). "Una lipocalina media la biomineralización unidireccional del hemo en los parásitos de la malaria". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 117 (28): 16546–16556. Bibcode :2020PNAS..11716546M. doi : 10.1073/pnas.2001153117 . PMC 7368307 . PMID  32601225. 
  5. ^ ab Pervaiz S, Brew K (septiembre de 1987). "Homología y correlaciones estructura-función entre la glucoproteína ácida alfa 1 y la proteína de unión al retinol sérico y sus parientes". FASEB Journal . 1 (3): 209–214. doi : 10.1096/fasebj.1.3.3622999 . PMID  3622999. S2CID  12416282.
  6. ^ Igarashi M, Nagata A, Toh H, Urade Y, Hayaishi O (junio de 1992). "Organización estructural del gen de la prostaglandina D sintasa en el cerebro de la rata". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 89 (12): 5376–5380. Bibcode :1992PNAS...89.5376I. doi : 10.1073/pnas.89.12.5376 . PMC 49294 . PMID  1608945. 
  7. ^ ab Cowan SW, Newcomer ME, Jones TA (1990). "Refinamiento cristalográfico de la proteína de unión al retinol sérico humano con una resolución de 2A". Proteins . 8 (1): 44–61. doi :10.1002/prot.340080108. PMID  2217163. S2CID  21613341.
  8. ^ abc Flower DR, North AC, Attwood TK (mayo de 1993). "Relaciones de estructura y secuencia en las lipocalinas y proteínas relacionadas". Protein Science . 2 (5): 753–761. doi :10.1002/pro.5560020507. PMC 2142497 . PMID  7684291. 
  9. ^ Godovac-Zimmermann J (febrero de 1988). "El motivo estructural de la beta-lactoglobulina y la proteína de unión al retinol: ¿un marco básico para la unión y el transporte de pequeñas moléculas hidrofóbicas?". Tendencias en Ciencias Bioquímicas . 13 (2): 64–66. doi :10.1016/0968-0004(88)90031-X. PMID  3238752.
  10. ^ Araos P, Amador CA (2022). "Lipocalina asociada a la gelatinasa de neutrófilos como inmunomodulador en la hipertensión endocrina". Front Endocrinol (Lausana) . 13 : 1006790. doi : 10.3389/fendo.2022.1006790 . PMC 9640732. PMID  36387895 . 
  11. ^ Roth-Walter, Franziska (2022). "Deficiencia de hierro en enfermedades atópicas: preparación inmunitaria innata mediante alérgenos y sideróforos". Frontiers in Allergy . 3 : 859922. doi : 10.3389/falgy.2022.859922 . ISSN  2673-6101. PMC 9234869 . PMID  35769558. 
  12. ^ Roth-Walter F, Pacios LF, Gomez-Casado C, Hofstetter G, Roth GA, Singer J, et al. (agosto de 2014). "El principal alérgeno de la leche de vaca, Bos d 5, manipula las células T auxiliares en función de su carga de hierro unido a sideróforos". PLOS ONE . ​​9 (8): e104803. Bibcode :2014PLoSO...9j4803R. doi : 10.1371/journal.pone.0104803 . PMC 4130594 . PMID  25117976. 
  13. ^ Chamero P, Marton TF, Logan DW, Flanagan K, Cruz JR, Saghatelian A, et al. (diciembre de 2007). "Identificación de feromonas proteicas que promueven el comportamiento agresivo". Nature . 450 (7171): 899–902. Bibcode :2007Natur.450..899C. doi :10.1038/nature05997. PMID  18064011. S2CID  4398766.
    • "Se encuentra una proteína de agresión en ratones". BBC News . 5 de diciembre de 2007.
  14. ^ [Subcomité de nomenclatura de alérgenos de la OMS/IUIS, King TP, Hoffmann D., Loewenstein H., Marsh DG, Platts-Mills TAE, Thomas W. Bull. Órgano Mundial de la Salud. 72:797-806(1994)]
  15. ^ Flower, DR; North, AC; Sansom, CE (1 de octubre de 2000). "La familia de proteínas lipocalinas: descripción estructural y secuencial". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Estructura de proteínas y enzimología molecular . 1482 (1–2): 9–24. doi :10.1016/s0167-4838(00)00148-5. ISSN  1878-2434. PMID  11058743.
  16. ^ Achatz, S; Jarasch, A; Skerra, A (1 de enero de 2022). "Plasticidad estructural en la región de bucle de lipocalinas diseñadas con nuevas especificidades de ligando, las llamadas anticalinas". Revista de biología estructural: X. 6 : 100054. doi : 10.1016/j.yjsbx.2021.100054. ISSN  2590-1524. PMC 8693463. PMID 34988429  . 
  17. ^ Flower DR, North AC, Attwood TK (octubre de 1991). "La proteína oncogén de ratón 24p3 ​​es un miembro de la familia de proteínas lipocalinas". Comunicaciones de investigación bioquímica y biofísica . 180 (1): 69–74. doi :10.1016/S0006-291X(05)81256-2. PMID  1834059.
  18. ^ Kremer JM, Wilting J, Janssen LH (marzo de 1988). "Unión de fármacos a la glucoproteína ácida alfa-1 humana en la salud y la enfermedad". Pharmacological Reviews . 40 (1): 1–47. PMID  3064105.
  19. ^ Haefliger JA, Peitsch MC, Jenne DE, Tschopp J (1991). "Caracterización estructural y funcional del complemento C8 gamma, un miembro de la familia de proteínas lipocalinas". Inmunología molecular . 28 (1–2): 123–131. doi :10.1016/0161-5890(91)90095-2. PMID  1707134.
  20. ^ Keen JN, Caceres I, Eliopoulos EE, Zagalsky PF, Findlay JB (abril de 1991). "Secuencia completa y modelo para la subunidad A2 del complejo pigmentario carotenoide, crustacianina". Revista Europea de Bioquímica . 197 (2): 407–417. doi :10.1111/j.1432-1033.1991.tb15925.x. PMID  2026162.
  21. ^ Newcomer ME (septiembre de 1993). "Estructura de la proteína de unión al ácido retinoico del epidídimo con una resolución de 2,1 A". Estructura . 1 (1): 7–18. doi : 10.1016/0969-2126(93)90004-Z . PMID  8069623.
  22. ^ Peitsch MC, Boguski MS (octubre de 1991). "La primera lipocalina con actividad enzimática". Tendencias en ciencias bioquímicas . 16 (10): 363. doi :10.1016/0968-0004(91)90149-P. PMID  1723819.
  23. ^ Kock K, Ahlers C, Schmale H (mayo de 1994). "La organización estructural de los genes de las proteínas 1 y 2 de la glándula de von Ebner de rata revela su estrecha relación con las lipocalinas". Revista Europea de Bioquímica . 221 (3): 905–916. doi : 10.1111/j.1432-1033.1994.tb18806.x . PMID  7514123.
  24. ^ Morel L, Dufaure JP, Depeiges A (mayo de 1993). "LESP, una familia de proteínas secretoras del epidídimo de lagarto regulada por andrógenos identificada como un nuevo miembro de la superfamilia de lipocalinas". The Journal of Biological Chemistry . 268 (14): 10274–10281. doi : 10.1016/S0021-9258(18)82200-1 . PMID  8486691.

Lectura adicional

Enlaces externos

Este artículo incorpora texto de dominio público de Pfam e InterPro : IPR000566