stringtranslate.com

mucina

Las mucinas ( / ˈm juː s ɪ n / ) son una familia de proteínas ( glucoconjugados ) fuertemente glicosiladas de alto peso molecular producidas por los tejidos epiteliales en la mayoría de los animales . [1] La característica clave de las mucinas es su capacidad para formar geles ; por lo tanto, son un componente clave en la mayoría de las secreciones tipo gel y cumplen funciones que van desde la lubricación hasta la señalización celular y la formación de barreras químicas. [1] A menudo asumen un papel inhibidor. [1] Algunas mucinas están asociadas con el control de la mineralización , incluida la formación de nácar en moluscos , [2] la calcificación en equinodermos [3] y la formación de huesos en vertebrados. [4] Se unen a patógenos como parte del sistema inmunológico. La sobreexpresión de las proteínas mucina, especialmente MUC1 , está asociada con muchos tipos de cáncer. [5] [6]

Aunque algunas mucinas están unidas a la membrana debido a la presencia de un dominio hidrófobo que atraviesa la membrana y que favorece la retención en la membrana plasmática , la mayoría de las mucinas se secretan como componentes principales del moco por las membranas mucosas o se secretan para convertirse en un componente de la saliva .

Genes y proteínas

Las mucinas humanas incluyen genes con el símbolo HUGO MUC 1 a 22. De estas mucinas, se han definido las siguientes clases según su localización: [7] [8] [9] [10]

Las principales mucinas secretadas en las vías respiratorias son MUC5AC y MUC5B , mientras que MUC2 se secreta principalmente en el intestino pero también en las vías respiratorias. MUC7 es la principal proteína salival. [10]

Estructura proteica

Las mucinas maduras de los mamíferos se componen de dos regiones distintas: [7]

Clasificación evolutiva

La clasificación funcional no corresponde a una relación evolutiva exacta, que aún está incompleta y en curso. [10] Los grupos relacionados conocidos incluyen:

Función en humanos

Se ha descubierto que las mucinas tienen funciones importantes en la defensa contra infecciones bacterianas y fúngicas. Se ha demostrado que MUC5B, la mucina predominante en la boca y el tracto genital femenino, reduce significativamente la adhesión y la formación de biopelículas de Streptococcus mutans , una bacteria con potencial para formar caries. [18] Inusualmente, MUC5B no mata las bacterias, sino que las mantiene en la fase planctónica (sin biopelícula), manteniendo así un microbioma oral diverso y saludable. [18] Se han demostrado efectos similares de MUC5B y otras mucinas con otros patógenos, como Candida albicans , Helicobacter pylori e incluso VIH . [19] [20] En la boca, las mucinas también pueden reclutar proteínas antimicrobianas como las estaterinas y la histatina 1 , lo que reduce aún más el riesgo de infección. [20]

Los epitelios de la superficie del ojo , las células caliciformes y las glándulas asociadas expresan once mucinas , aunque la mayoría de ellas se expresan en niveles muy bajos. Mantienen la humedad, lubrican el parpadeo, estabilizan la película lagrimal y crean una barrera física hacia el mundo exterior. [12]

Glicosilación y agregación.

"Los genes de mucina codifican monómeros de mucina que se sintetizan como núcleos de apomucina en forma de bastón que se modifican postraduccionalmente mediante una glicosilación excepcionalmente abundante ".

La densa "capa de azúcar" de las mucinas les confiere una considerable capacidad de retención de agua y también las hace resistentes a la proteólisis , que puede ser importante para mantener las barreras mucosas .

Las mucinas se secretan como agregados masivos de proteínas con masas moleculares de aproximadamente 1 a 10 millones de Da . Dentro de estos agregados, los monómeros están unidos entre sí principalmente mediante interacciones no covalentes , aunque los enlaces disulfuro intermoleculares también pueden desempeñar un papel en este proceso.

Secreción

Tras la estimulación, la proteína MARCKS (sustrato de quinasa C rico en alanina miristilada) coordina la secreción de mucina de las vesículas llenas de mucina dentro de las células epiteliales especializadas. [21] La fusión de las vesículas con la membrana plasmática provoca la liberación de mucina, que al intercambiar Ca 2+ por Na + se expande hasta 600 veces. El resultado es un producto viscoelástico de moléculas entrelazadas que, combinado con otras secreciones (p. ej., del epitelio de las vías respiratorias y de las glándulas submucosas del sistema respiratorio ), se llama moco . [22] [23]

Significación clínica

En muchos adenocarcinomas se produce una mayor producción de mucina , incluidos los cánceres de páncreas, pulmón, mama, ovario, colon y otros tejidos. Las mucinas también se sobreexpresan en enfermedades pulmonares como el asma , la bronquitis , la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) o la fibrosis quística . [24] Dos mucinas de membrana, MUC1 y MUC4, se han estudiado ampliamente en relación con su implicación patológica en el proceso de la enfermedad. [25] [26] [27] Las mucinas están bajo investigación como posibles marcadores de diagnóstico de neoplasias malignas y otros procesos patológicos en los que comúnmente se sobreexpresan o se expresan mal.

Los depósitos anormales de mucina son responsables del edema facial sin fóvea que se observa en el hipotiroidismo no tratado . Este edema también se observa en el área pretibial. [28]

Mucinas no vertebradas

Más allá de las mucinas de vertebrados mejor estudiadas, otros animales también expresan proteínas (no necesariamente relacionadas) con propiedades similares. Éstas incluyen:

Ver también

Referencias

  1. ^ abc Marin F, Luquet G, Marie B, Medakovic D (2007). Proteínas de la cáscara de los moluscos: estructura primaria, origen y evolución. Temas actuales en biología del desarrollo. vol. 80. Prensa académica. págs. 209–76. doi :10.1016/S0070-2153(07)80006-8. ISBN 9780123739148. PMID  17950376.
  2. ^ Marin F, Corstjens P, de Gaulejac B, de Vrind-De Jong E, Westbroek P (julio de 2000). "Mucinas y calcificación de moluscos. Caracterización molecular de la mucoperlina, una nueva proteína similar a la mucina de la capa nacarada de la cáscara del mejillón Pinna nobilis (Bivalvia, pteriomorphia)". La Revista de Química Biológica . 275 (27): 20667–20675. doi : 10.1074/jbc.M003006200 . hdl : 1887/50061 . PMID  10770949.
  3. ^ Boskey AL (2003). "Biomineralización: una descripción general". Investigación del tejido conectivo . 44 Suplemento 1 (1): 5–9. doi :10.1080/713713622. PMID  12952166.
  4. ^ Midura RJ, Hascall VC (octubre de 1996). "Sialoproteína ósea: ¿una mucina disfrazada?". Glicobiología . 6 (7): 677–681. doi : 10.1093/glicob/6.7.677 . PMID  8953277.
  5. ^ Niv Y (abril de 2008). "Consideraciones sobre fisiopatología del cáncer colorrectal y MUC1". Revista Mundial de Gastroenterología . 14 (14): 2139–2141. doi : 10.3748/wjg.14.2139 . PMC 2703837 . PMID  18407586. 
  6. ^ Brockhausen I, Melamed J (agosto de 2021). "Las mucinas como dianas anticancerígenas: perspectivas del glicobiólogo". Diario de glicoconjugados . 38 (4): 459–474. doi : 10.1007/s10719-021-09986-8 . PMID  33704667. S2CID  232191632.
  7. ^ ab Moniaux N, Escande F, Porchet N, Aubert JP, Batra SK (octubre de 2001). "Organización estructural y clasificación de los genes de mucina humana". Fronteras en Biociencia . 6 : D1192–D1206. doi : 10.2741/moniaux . PMID  11578969.
  8. ^ Pérez-Vilar J, Hill RL (2004). "Familia de glicoproteínas de mucina". Enciclopedia de Química Biológica (Lennarz & Lane, EDs.) . Oxford: Prensa académica/Elsevier. 2 : 758–764. doi :10.1016/B0-12-443710-9/00411-7. ISBN 9780124437104.
  9. ^ Hoorens PR, Rinaldi M, Li RW, Goddeeris B, Claerebout E, Vercruysse J, Geldhof P (marzo de 2011). "Análisis de todo el genoma de los genes de la mucina bovina y su perfil de transcripción gastrointestinal". Genómica BMC . 12 : 140. doi : 10.1186/1471-2164-12-140 . PMC 3056801 . PMID  21385362. 
  10. ^ abc Kasprzak A, Adamek A (marzo de 2019). "Mucinas: los factores viejos, nuevos y prometedores en la carcinogénesis hepatobiliar". Revista Internacional de Ciencias Moleculares . 20 (6): 1288. doi : 10.3390/ijms20061288 . PMC 6471604 . PMID  30875782. 
  11. ^ Corfield, Anthony P. (1 de enero de 2015). "Mucinas: una barrera de glucanos biológicamente relevante en la protección de las mucosas". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1850 (1): 236–252. doi :10.1016/j.bbagen.2014.05.003. ISSN  0304-4165. PMID  24821013.
  12. ^ ab Martínez-Carrasco, Rafael; Argüeso, Pablo; Fini, M. Elizabeth (1 de julio de 2021). "Mucinas asociadas a membranas de la superficie ocular humana en salud y enfermedad". La Superficie Ocular . 21 : 313–330. doi :10.1016/j.jtos.2021.03.003. ISSN  1542-0124. PMC 8328898 . PMID  33775913. 
  13. ^ Norman PJ, Norberg SJ, Guethlein LA, Nemat-Gorgani N, Royce T, Wroblewski EE, et al. (mayo de 2017). "Las secuencias de 95 haplotipos de MHC humanos revelan una variación de codificación extrema en genes distintos de los HLA de clase I y II altamente polimórficos". Investigación del genoma . 27 (5): 813–823. doi :10.1101/gr.213538.116. PMC 5411776 . PMID  28360230. 
  14. ^ ab Lang T, Hansson GC, Samuelsson T (octubre de 2007). "Las mucinas formadoras de gel aparecieron temprano en la evolución de los metazoos". Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . 104 (41): 16209–16214. Código bibliográfico : 2007PNAS..10416209L. doi : 10.1073/pnas.0705984104 . PMC 2042186 . PMID  17911254. 
  15. ^ Lang T, Klasson S, Larsson E, Johansson ME, Hansson GC, Samuelsson T (agosto de 2016). "Búsqueda del origen evolutivo de los componentes proteicos del moco epitelial: mucinas y FCGBP". Biología Molecular y Evolución . 33 (8): 1921-1936. doi :10.1093/molbev/msw066. PMC 4948705 . PMID  27189557. 
  16. ^ Liberelle M, Jonckheere N, Melnyk P, Van Seuningen I, Lebègue N (mayo de 2020). "Mucinas unidas a membrana que contienen EGF: ¿una vía oculta de direccionamiento a ErbB2?". Revista de Química Medicinal . 63 (10): 5074–5088. doi :10.1021/acs.jmedchem.9b02001. PMID  32027502. S2CID  211044898.
  17. ^ Xu D, Pavlidis P, Thamadilok S, Redwood E, Fox S, Blekhman R, et al. (Agosto de 2016). "Evolución reciente de la mucina salival MUC7". Informes científicos . 6 (1): 31791. Código bibliográfico : 2016NatSR...631791X. doi :10.1038/srep31791. PMC 4997351 . PMID  27558399. 
  18. ^ ab Frenkel ES, Ribbeck K (enero de 2015). "Las mucinas salivales protegen las superficies de la colonización por bacterias cariogénicas". Microbiología Aplicada y Ambiental . 81 (1): 332–338. Código Bib : 2015ApEnM..81..332F. doi :10.1128/aem.02573-14. PMC 4272720 . PMID  25344244. 
  19. ^ Kavanaugh NL, Zhang AQ, Nobile CJ, Johnson AD, Ribbeck K (noviembre de 2014). Berman J (ed.). "Las mucinas suprimen los rasgos de virulencia de Candida albicans". mBio . 5 (6): e01911. doi :10.1128/mBio.01911-14. PMC 4235211 . PMID  25389175. 
  20. ^ ab Frenkel ES, Ribbeck K (enero de 2015). "Mucinas salivales en la defensa del huésped y la prevención de enfermedades". Revista de Microbiología Oral . 7 (1): 29759. doi : 10.3402/jom.v7.29759. PMC 4689954 . PMID  26701274. 
  21. ^ Li Y, Martin LD, Spizz G, Adler KB (noviembre de 2001). "La proteína MARCKS es una molécula clave que regula la secreción de mucina por las células epiteliales de las vías respiratorias humanas in vitro". La Revista de Química Biológica . 276 (44): 40982–40990. doi : 10.1074/jbc.M105614200 . PMID  11533058.
  22. ^ Rogers DF (septiembre de 2007). "Fisiología de la secreción mucosa de las vías respiratorias y fisiopatología de la hipersecreción". Cuidado respiratorio . 52 (9): 1134–46, discusión 1146–9. PMID  17716382.
  23. ^ Pérez-Vilar J (febrero de 2007). "Organización intraluminal de los gránulos de mucina". Revista Estadounidense de Biología Molecular y Celular Respiratoria . 36 (2): 183-190. doi :10.1165/rcmb.2006-0291TR. PMC 2176109 . PMID  16960124. 
  24. ^ Morrison CB, Markovetz MR, Ehre C (noviembre de 2019). "Mocos, mucinas y fibrosis quística". Neumología Pediátrica . 54 (Suplemento 3): S84 – S96. doi : 10.1002/ppul.24530 . PMC 6853602 . PMID  31715083. 
  25. ^ Singh AP, Moniaux N, Chauhan SC, Meza JL, Batra SK (enero de 2004). "La inhibición de la expresión de MUC4 suprime el crecimiento y la metástasis de células tumorales pancreáticas". Investigación sobre el cáncer . 64 (2): 622–630. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-03-2636 . PMID  14744777.
  26. ^ Singh AP, Chauhan SC, Bafna S, Johansson SL, Smith LM, Moniaux N, et al. (Marzo de 2006). "Expresión aberrante de mucinas transmembrana, MUC1 y MUC4, en carcinomas de próstata humanos". La próstata . 66 (4): 421–429. doi :10.1002/pros.20372. PMID  16302265. S2CID  21904013.
  27. ^ Singh AP, Chaturvedi P, Batra SK (enero de 2007). "Funciones emergentes de MUC4 en el cáncer: un nuevo objetivo para el diagnóstico y la terapia". Investigación sobre el cáncer . 67 (2): 433–436. doi : 10.1158/0008-5472.CAN-06-3114 . PMID  17234748.
  28. ^ Hanberg, Allen "Enfermería médico quirúrgica: gestión clínica para obtener resultados positivos" Black and Hawk (Eds.). ElSevier 2009.
  29. ^ Syed ZA, Härd T, Uv A, van Dijk-Härd IF (agosto de 2008). "Un papel potencial de las mucinas de Drosophila en el desarrollo y la fisiología". MÁS UNO . 3 (8): e3041. Código Bib : 2008PLoSO...3.3041S. doi : 10.1371/journal.pone.0003041 . PMC 2515642 . PMID  18725942. 
  30. ^ Cámara ML, Balouz V, Centeno Cameán C, Cori CR, Kashiwagi GA, Gil SA, et al. (mayo de 2019). "Las mucinas de superficie de Trypanosoma cruzi intervienen en la unión a la ampolla rectal de Triatoma infestans". PLOS Enfermedades tropicales desatendidas . 13 (5): e0007418. doi : 10.1371/journal.pntd.0007418 . PMC 6544316 . PMID  31107901. 

Otras lecturas

enlaces externos