Las proteínas de unión al potenciador de CCAAT (o C/EBP ) son una familia de factores de transcripción compuesta por seis miembros, nombrados de C/EBPα a C/EBPζ. Promueven la expresión de ciertos genes a través de la interacción con sus promotores . Una vez unidos al ADN , los C/EBP pueden reclutar los llamados coactivadores (como CBP [2] [3] ) que a su vez pueden abrir la estructura de la cromatina o reclutar factores de transcripción basales .
Las proteínas C/EBP interactúan con el motivo de caja CCAAT ( citosina - citosina- adenosina -adenosina- timidina ), que está presente en varios promotores de genes. Se caracterizan por un dominio de cremallera básica de leucina (bZIP) altamente conservado en el extremo C. Este dominio está involucrado en la dimerización y la unión al ADN, al igual que otros factores de transcripción de la familia que contienen el dominio de cremallera de leucina ( c-Fos y c-jun ). La estructura del dominio bZIP de las C/EBP está compuesta por una hélice α que forma una estructura de "bobina enrollada" cuando se dimeriza. Los miembros de la familia C/EBP pueden formar homodímeros o heterodímeros con otras C/EBP y con otros factores de transcripción, que pueden o no contener el dominio de cremallera de leucina. La dimerización es necesaria para permitir que las C/EBP se unan específicamente al ADN a través de una secuencia palindrómica en el surco mayor del ADN. Las proteínas C/EBP también contienen dominios de activación en el extremo N y dominios reguladores.
Estas proteínas se encuentran en hepatocitos , adipocitos , células hematopoyéticas , bazo , riñón , cerebro y muchos otros órganos. Las proteínas C/EBP están involucradas en diferentes respuestas celulares, como en el control de la proliferación, crecimiento y diferenciación celular, en el metabolismo y en la inmunidad . Casi todos los miembros de la familia C/EBP pueden inducir la transcripción a través de sus dominios de activación al interactuar con componentes del aparato de transcripción basal. (C/EBPγ es una excepción que carece de un dominio de activación transcripcional funcional). Su expresión está regulada en múltiples niveles, incluso a través de hormonas , mitógenos , citocinas , nutrientes y otros factores.
Esta proteína se expresa en el sistema nervioso de los mamíferos y desempeña un papel importante en el desarrollo y la función de las células nerviosas . C/EBPβ desempeña un papel en la diferenciación neuronal, en el aprendizaje, en los procesos de memoria, en las funciones de las células gliales y neuronales y en la expresión del factor neurotrófico .
Los genes C/EBPα , C/EBPβ , C/EBPγ y C/EBPδ no tienen intrones . C/EBPζ tiene cuatro exones ; C/EBPε tiene dos, lo que da lugar a cuatro isoformas debido a un uso alternativo de promotores y empalme . Para C/EBPα y C/EBPβ, se pueden producir diferentes tamaños de polipéptidos mediante el uso alternativo de codones de iniciación . Se cree que esto se debe a mecanismos débiles de escaneo de ribosomas . El ARNm de C/EBPα puede transcribirse en dos polipéptidos. Para C/EBPβ, se forman tres polipéptidos diferentes: LAP* (38 kDa), LAP (35 kDa) y LIP (20 kDa). La isoforma más traducida es LAP, luego LAP* y LIP. LIP puede actuar como un inhibidor de los otros C/EBP formando heterodímeros no funcionales.
La función de C/EBPβ está regulada por múltiples mecanismos, que incluyen fosforilación , acetilación , activación, autorregulación y represión a través de otros factores de transcripción, elementos oncogénicos o quimiocinas . C/EBPβ puede interactuar con CREB , NF-κB y otras proteínas, lo que genera un potencial de transactivación .
La fosforilación de C/EBPβ puede tener un efecto de activación o de represión. Por ejemplo, la fosforilación de la treonina 235 en C/EBPβ humana, o de la treonina 188 en C/EBPβ de ratón y rata, es importante para la capacidad de transactivación de C/EBPβ . La(s) fosforilación(es) de C/EBPβ en su dominio regulador también puede modular su función.
Se ha demostrado en C. elegans que múltiples elementos cis del ARNm 3'UTR de cebp-1 interactúan con mak-2 para regular positivamente la expresión de CEBP-1 en el desarrollo neuronal. [4]
C/EBPβ y δ se inducen transitoriamente durante las primeras etapas de la diferenciación de los adipocitos ( adipogénesis ), mientras que C/EBPα se regula positivamente durante las etapas terminales de la adipogénesis. Estudios in vitro e in vivo han demostrado que cada uno juega un papel importante en este proceso. Por ejemplo, los fibroblastos embrionarios murinos (MEF) de ratones que carecen de C/EBPβ y C/EBPδ muestran una diferenciación de adipocitos deteriorada en respuesta a estímulos adipogénicos. [5] Por el contrario, la expresión ectópica de C/EBPβ y δ en preadipocitos 3T3-L1 promueve la adipogénesis, incluso en ausencia de estímulos adipogénicos. [6] [7] C/EBPβ y δ promueven la adipogénesis, al menos en parte al inducir la expresión de los factores de transcripción adipogénicos "maestros" C/EBPα y PPARγ .
La C/EBPα es necesaria tanto para la adipogénesis como para el funcionamiento normal de los adipocitos. Por ejemplo, los ratones que carecen de C/EBPα en todos los tejidos excepto en el hígado (donde es necesaria para evitar la letalidad posnatal) muestran una formación anormal de tejido adiposo . [8] Además, la expresión ectópica de C/EBPα en varias líneas celulares de fibroblastos promueve la adipogénesis. [9] Es probable que la C/EBPα promueva la adipogénesis al inducir la expresión de PPARγ. [10]
Se ha descubierto que la proteína C/EBPβ tiene un papel en el desarrollo de la osteoporosis . La isoforma completa de la proteína C/EBPβ (LAP) activa el gen MafB , mientras que la isoforma corta (LIP) lo suprime. La activación del gen MafB suprime la formación de osteoclastos . Por lo tanto, la regulación positiva de LAP disminuye el número de osteoclastos y esto debilita el proceso osteoporótico, mientras que la regulación positiva de LIP hace lo contrario, aumentando la pérdida de masa ósea.
El equilibrio LAP/LIP está determinado por la proteína mTOR . La inhibición de la expresión de mTOR puede detener la actividad de los osteoclastos. [11]
Las proteínas de unión a CCAAT/enhancer suelen estar implicadas en la detención del crecimiento y la diferenciación, lo que se ha interpretado como una sugerencia de que estas proteínas albergan actividades supresoras de tumores. Sin embargo, la sobreexpresión de la proteína de unión a CCAAT/enhancer se correlaciona con un mal pronóstico en el glioblastoma y promueve la inestabilidad genómica en el cáncer de cuello uterino, lo que sugiere un papel oncogénico. Sin embargo, es importante destacar que C/EBPδ actúa como un supresor tumoral en el adenocarcinoma ductal pancreático. Esto es de particular interés ya que solo se han identificado unos pocos supresores tumorales en el contexto del cáncer de páncreas. [12] La función de las proteínas de unión a CCAAT/enhancer en el cáncer depende claramente del contexto, pero es en gran medida supresora tumoral.
Los niveles de C/EBPβ aumentan en muestras corticales de víctimas de la enfermedad de Alzheimer y Parkinson en la autopsia. [13] Los estudios de cultivo celular en ratones y líneas de microglia humana también encuentran una mayor actividad de C/EBPβ asociada con la inflamación patógena y las respuestas de citocinas. El análisis posterior de los genes regulados por C/EBPβ tiene importancia en la respuesta inmunitaria, la salud mitocondrial y la autofagia . Se ha demostrado que la interferencia molecular de estos procesos celulares desempeña un papel en la patogénesis neurodegenerativa. [14] Las vías genéticas y moleculares con implicaciones degenerativas que involucran a C/EBPβ y sus homólogos se conservan en múltiples organismos modelo, incluidos Mus musculus, Drosophila melanogaster, Caenorhabditis elegans y Danio rerio . [14] [15] Los reguladores ascendentes de C/EBPβ incluyen genes que se sabe que están asociados con enfermedades neurodegenerativas y del neurodesarrollo cuando mutan o se desregulan. Esto incluye una vía de respuesta al estrés celular bien caracterizada que involucra a p38 y JNK. [16]