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Biliverdina

La biliverdina (del latín bilis verde) es un pigmento biliar tetrapirrólico verde y es un producto del catabolismo del hemo . [1] [2] Es el pigmento responsable del color verdoso que a veces se observa en los hematomas . [2]

Metabolismo

Metabolismo del hemo

La biliverdina resulta de la degradación de la fracción hemo de la hemoglobina en los eritrocitos . Los macrófagos descomponen los eritrocitos senescentes y descomponen el hemo en biliverdina junto con hemosiderina , en la que la biliverdina normalmente se reduce rápidamente a bilirrubina libre . [1] [3]

La biliverdina se observa brevemente en algunos hematomas como un color verde. En los hematomas, su descomposición en bilirrubina da lugar a un color amarillento. [2]

Papel en la enfermedad

Se ha encontrado un exceso de biliverdina en la sangre de personas que padecen enfermedades hepáticas. La ictericia es causada por la acumulación de biliverdina o bilirrubina (o ambas) en el sistema circulatorio y los tejidos. [1] La ictericia en la piel y la esclerótica (la parte blanca de los ojos) es característica de la insuficiencia hepática.

Papel en el tratamiento de la enfermedad

Aunque generalmente se la considera un mero producto de desecho de la descomposición del hemo, cada vez hay más evidencia que sugiere que la biliverdina (y otros pigmentos biliares) tiene un papel fisiológico en los seres humanos. [4] [5]

Los pigmentos biliares como la biliverdina poseen importantes propiedades antimutagénicas y antioxidantes y, por lo tanto, pueden cumplir una función fisiológica útil. [5] Se ha demostrado que la biliverdina y la bilirrubina son potentes eliminadores de radicales hidroperoxilo . [4] [5] También se ha demostrado que inhiben los efectos de los hidrocarburos aromáticos policíclicos , las aminas heterocíclicas y los oxidantes , todos los cuales son mutágenos . Algunos estudios han encontrado que las personas con mayores niveles de concentración de bilirrubina y biliverdina en sus cuerpos tienen una menor frecuencia de cáncer y enfermedad cardiovascular . [4] Se ha sugerido que la biliverdina, así como muchos otros pigmentos tetrapirrólicos, pueden funcionar como un inhibidor de la proteasa del VIH-1 [6], además de tener efectos beneficiosos en el asma [5], aunque se necesitan más investigaciones para confirmar estos resultados. Actualmente no hay implicaciones prácticas para el uso de biliverdina en el tratamiento de ninguna enfermedad.

En animales no humanos

La biliverdina es un pigmento importante en las cáscaras de los huevos de las aves , especialmente en las cáscaras azules y verdes. Las cáscaras de huevos azules tienen una concentración significativamente mayor de biliverdina que las cáscaras de huevos marrones. [7]

Las investigaciones han demostrado que la biliverdina de las cáscaras de huevo se produce a partir de la glándula de la cáscara, en lugar de a partir de la descomposición de los eritrocitos en el torrente sanguíneo, [ cita requerida ] aunque no hay evidencia de que las fuentes del material no sean tetrapirroles ni hemo libre del plasma sanguíneo. [ aclaración necesaria ] [ cita necesaria ]

Junto con su presencia en las cáscaras de los huevos de las aves, otros estudios también han demostrado que la biliverdina está presente en la sangre azul verdosa de muchos peces marinos, la sangre del gusano cuerno del tabaco , las alas de polillas y mariposas, el suero y los huevos de las ranas y la placenta de los perros. [8] En los perros, esto puede conducir, en casos extremadamente raros, al nacimiento de cachorros con pelaje verde; sin embargo, el color verde se desvanece poco después del nacimiento. [9] En el pez aguja ( Belone belone ) y especies relacionadas, los huesos son de un verde brillante debido a la biliverdina. [ cita requerida ] La coloración verde de muchos saltamontes y larvas de lepidópteros también se debe a la biliverdina. [10]

La biliverdina también está presente en la sangre verde, los músculos, los huesos y el revestimiento mucoso de los eslizones del género Prasinohaema , que se encuentran en Nueva Guinea . No se sabe con certeza si esta presencia de biliverdina es una adaptación ecológica o fisiológica de algún tipo. Se ha sugerido que la acumulación de biliverdina podría disuadir la infección dañina por parásitos de la malaria Plasmodium , aunque no se ha establecido una correlación estadísticamente significativa. [11] La rana camboyana, Chiromantis samkosensis , también exhibe esta característica junto con huesos de color turquesa. [12]

En imágenes de fluorescencia

Las proteínas fluorescentes visualizan la progresión del ciclo celular. La fluorescencia de IFP2.0-hGem(1/110) se muestra en verde y resalta las fases S/G 2 /M. La fluorescencia de smURFP -hCdtI(30/120) se muestra en rojo y resalta las fases G 0 /G 1 .

En un complejo con fitocromo bacteriano rediseñado , se ha empleado biliverdina como un cromóforo emisor de IR para imágenes in vivo. [13] [14] A diferencia de las proteínas fluorescentes que forman su cromóforo a través de modificaciones postraduccionales de la cadena polipeptídica , los fitocromos se unen a un ligando externo (en este caso, biliverdina), y la obtención de imágenes exitosa de la primera sonda basada en bacteriofitocromo requirió la adición de la biliverdina exógena. [13] Estudios recientes demostraron que las proteínas fluorescentes basadas en bacteriofitocromo con alta afinidad por la biliverdina se pueden obtener imágenes in vivo utilizando solo el ligando endógeno y, por lo tanto, con la misma facilidad que las proteínas fluorescentes convencionales. [14] El advenimiento de la segunda y posteriores generaciones de sondas basadas en bacteriofitocromo que se unen a la biliverdina debería ampliar las posibilidades de la obtención de imágenes in vivo no invasivas.

Una nueva clase de proteína fluorescente se desarrolló a partir de una ficobiliproteína cianobacteriana ( Trichodesmium erythraeum ) , la α- aloficocianina , y se denominó proteína fluorescente ultra roja pequeña ( smURFP ) en 2016. smURFP autoincorpora autocatalíticamente el cromóforo biliverdina sin la necesidad de una proteína externa , conocida como liasa . [15] Las proteínas fluorescentes derivadas de medusas y corales requieren oxígeno y producen una cantidad estequiométrica de peróxido de hidrógeno tras la formación del cromóforo . [16] smURFP no requiere oxígeno ni produce peróxido de hidrógeno y utiliza el cromóforo biliverdina. smURFP tiene un coeficiente de extinción grande (180.000 M −1 cm −1 ) y un rendimiento cuántico modesto (0,20), lo que lo hace comparable en brillo biofísico a eGFP y aproximadamente dos veces más brillante que la mayoría de las proteínas fluorescentes rojas o rojas lejanas derivadas del coral . Las propiedades espectrales de smURFP son similares a las del tinte orgánico Cy5 . [15]

Véase también

Referencias

  1. ^ abc Boron W, Boulpaep E. Fisiología médica: un enfoque celular y molecular, 2005. 984–986. Elsevier Saunders, Estados Unidos. ISBN  1-4160-2328-3
  2. ^ abc Mosqueda, L; Burnight, K; Liao, S (2005). "El ciclo de vida de los hematomas en adultos mayores". Revista de la Sociedad Estadounidense de Geriatría . 53 (8): 1339–1343. doi :10.1111/j.1532-5415.2005.53406.x. PMID  16078959. S2CID  12394659.
  3. ^ Seyfried, H; Klicpera, M; Leithner, C; Penner, E (1976). "Metabolismo de la bilirrubina (traducción del autor)". Wiener Klinische Wochenschrift . 88 (15): 477–82. PMID  793184.
  4. ^ abc Bulmer, AC; Ried, K.; Blanchfield, JT; Wagner, KH (2008). "Las propiedades antimutagénicas de los pigmentos biliares". Mutation Research . 658 (1–2): 28–41. doi :10.1016/j.mrrev.2007.05.001. PMID  17602853.
  5. ^ abcd Ohrui, T.; Yasuda, H.; Yamaya, M.; Matsui, T.; Sasaki, H. (2003). "Alivio transitorio de los síntomas del asma durante la ictericia: un posible papel beneficioso de la bilirrubina". The Tohoku Journal of Experimental Medicine . 199 (3): 193–196. doi : 10.1620/tjem.199.193 . PMID  12703664.
  6. ^ McPhee, F.; Caldera, PS; Bemis, GW; McDonagh, AF; Kuntz, ID; Craik, CS (1996). "Pigmentos biliares como inhibidores de la proteasa del VIH-1 y sus efectos sobre la maduración viral del VIH-1 y la infectividad in vitro". The Biochemical Journal . 320 (Pt 2): 681–686. doi :10.1042/bj3200681. PMC 1217983 . PMID  8973584. 
  7. ^ Halepas, Steven; Hamchand, Randy; Lindeyer, Samuel ED; Brückner, Christian (2017). "Aislamiento de biliverdina IXα, como su éster dimetílico, a partir de cáscaras de huevo de emú". Revista de educación química . 94 (10): 1533–1537. Código Bibliográfico :2017JChEd..94.1533H. doi :10.1021/acs.jchemed.7b00449.
  8. ^ Fang, LS; Bada, JL (1990). "El plasma sanguíneo azul-verde de los peces marinos". Comparative Biochemistry and Physiology B . 97 (1): 37–45. doi :10.1016/0305-0491(90)90174-R. PMID  2253479.
  9. ^ "Estos cachorros nacieron con pelaje verde". 13 de junio de 2014.
  10. ^ Shamim, G; Ranjan, S; Pandey, D; Ramani, R (2014). "Bioquímica y biosíntesis de pigmentos de insectos" (PDF) . Revista Europea de Entomología . 111 (2): 155. doi :10.14411/eje.2014.021 . Consultado el 25 de junio de 2023 .
  11. ^ Austin, C; Perkins, S (2006). "Parásitos en un punto crítico de biodiversidad: un estudio de hematozoos y un análisis filogenético molecular de plasmodium en eslizones de Nueva Guinea". Journal of Parasitology . 92 (4): 770–777. doi :10.1645/GE-693R.1. PMID  16995395. S2CID  1937837.
  12. ^ Lee Grismer, L.; Thy, Neang; Chav, Thou; Holden, Jeremy (2007). "Una nueva especie de Chiromantis Peters 1854 (Anura: Rhacophoridae) de Phnom Samkos en las montañas Cardamomo del noroeste, Camboya". Herpetologica . 63 (3): 392–400. doi :10.1655/0018-0831(2007)63[392:ANSOCP]2.0.CO;2. S2CID  84472376.
  13. ^ ab X. Shu; et al. (2009). "Expresión en mamíferos de proteínas fluorescentes infrarrojas diseñadas a partir de un fitocromo bacteriano". Science . 324 (5928): 804–807. Bibcode :2009Sci...324..804S. doi :10.1126/science.1168683. PMC 2763207 . PMID  19423828. 
  14. ^ ab GSFilonov; Piatkevich, Kiryl D; Ting, Li-Min; Zhang, Jinghang; Kim, Kami; Verkhusha, Vladislav V; et al. (2011). "Proteína fluorescente brillante y estable en el infrarrojo cercano para la obtención de imágenes in vivo". Nat Biotechnol . 29 (8): 757–761. doi :10.1038/nbt.1918. PMC 3152693 . PMID  21765402. 
  15. ^ ab Rodriguez, Erik A.; Tran, Geraldine N.; Gross, Larry A.; Crisp, Jessica L.; Shu, Xiaokun; Lin, John Y.; Tsien, Roger Y. (1 de agosto de 2016). "Una proteína fluorescente de rojo lejano evolucionó a partir de una ficobiliproteína cianobacteriana". Nature Methods . 13 (9): 763–9. doi :10.1038/nmeth.3935. ISSN  1548-7105. PMC 5007177 . PMID  27479328. 
  16. ^ Tsien, Roger Y. (1 de enero de 1998). "La proteína fluorescente verde". Revista anual de bioquímica . 67 (1): 509–544. doi :10.1146/annurev.biochem.67.1.509. PMID  9759496.

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