cistatina

Grupo de inhibidores endógenos de la cisteína proteinasa.

Las cistatinas son una familia de inhibidores de cisteína proteasa que comparten una homología de secuencia y una estructura terciaria común de una hélice alfa situada encima de una lámina beta antiparalela. La familia se subdivide como se describe a continuación.

Las cistatinas muestran similitud con fetuinas , cininógenos , glicoproteínas ricas en histidina y proteínas relacionadas con cistatinas . ^{[2] [3] [4]} Las cistatinas inhiben principalmente las enzimas peptidasas (otro término para las proteasas ) que pertenecen a las familias de peptidasas C1 ( familia de la papaína ) y C13 ( familia de las leguminosas ). Se sabe que se pliegan mal para formar depósitos de amiloide y están implicados en varias enfermedades. ^{[ cita necesaria ]}

Tipos

La familia de las cistatinas incluye:

• Las cistatinas tipo 1, que son intracelulares y están presentes en el citosol de muchos tipos de células, pero también pueden aparecer en los fluidos corporales en concentraciones significativas. Son polipéptidos monocatenarios de unos 100 residuos, que no tienen enlaces disulfuro ni cadenas laterales de carbohidratos. Las cistatinas tipo 1 también se conocen como Stefins (en honor al Instituto Stefan donde se descubrieron por primera vez ^[5] )
• Las cistatinas de tipo 2, que son principalmente polipéptidos secretados extracelularmente, son en gran parte ácidas, contienen cuatro residuos de cisteína conservados que se sabe que forman dos enlaces disulfuro y pueden estar glicosiladas y/o fosforiladas . Se sintetizan con un péptido señal de 19 a 28 residuos. Están ampliamente distribuidos y se encuentran en la mayoría de los fluidos corporales. ^{[ cita necesaria ]}
• Las cistatinas tipo 3, que son proteínas multidominio. Los representantes mamíferos de este grupo son los cininógenos . Hay tres cininógenos diferentes en los mamíferos: el cininógeno H- (de alta masa molecular, InterPro :  IPR002395 ) y L- (de baja masa molecular), que se encuentran en varias especies, y el cininógeno T, que se encuentra en sólo en ratas. ^{[ cita necesaria ]}
• Cistatinas no clasificadas. Estas son proteínas similares a las cistatinas que se encuentran en una variedad de organismos: fitocistatinas vegetales, fetuina en mamíferos, cistatinas de insectos y una cistatina del veneno de la víbora, que inhibe las metaloproteasas de la familia de peptidasas MEROPS M12 (astacina/adamalisina). Además, se ha demostrado que varias proteínas similares a las cistatinas carecen de actividad inhibidora. ^{[ cita necesaria ]}

cistatinas humanas

• CST1 , CST2 , CST3 (cistatina C, un marcador de la función renal), CST4 , CST5 , CST6 , CST7 , CST8 , CST9, CST11 , CSTA (cistatina A), CSTB (cistatina B) ^{[ cita necesaria ]}

cistatinas vegetales

Las cistatinas vegetales tienen características especiales que les permiten clasificarse en una clase especial llamada fitocistatina. Uno es la presencia de una hélice alfa N-terminal, presente sólo en las cistatinas vegetales. Las fitocistatinas participan en varios procesos, incluida la germinación y la defensa de las plantas. van Wyk et al. encontraron unas 19 cistatinas diferentes similares a la orizacistatina-I en la soja junto con cisteína proteasas relacionadas. ^[6]

1. Actividad inhibidora: las cistatinas vegetales, al igual que sus homólogas animales, funcionan inhibiendo las cisteína proteasas. Al hacerlo, regulan diversos procesos celulares, incluida la degradación de proteínas, la senescencia y las respuestas de defensa.
2. Mecanismos de defensa: algunas cistatinas vegetales están asociadas con mecanismos de defensa contra herbívoros y patógenos. Cuando una planta es atacada, puede producir cistatinas para interferir con las enzimas digestivas de los herbívoros o las proteasas de los patógenos invasores.
3. Expresión específica de tejido: diferentes tejidos y órganos vegetales pueden expresar isoformas de cistatina específicas. Esta expresión específica de tejido sugiere que estas proteínas desempeñan funciones distintas en varias partes de la planta.
4. Respuesta al estrés: las cistatinas vegetales suelen estar implicadas en la respuesta al estrés ambiental. Cuando las plantas enfrentan condiciones como sequía, calor u otro estrés, la expresión de cistatinas puede alterarse como parte de la respuesta adaptativa de la planta.
5. Desarrollo de semillas: las cistatinas también participan en el desarrollo y maduración de las semillas. Desempeñan un papel en la regulación de la actividad de las proteasas durante las etapas de desarrollo de las semillas.
6. Diversidad: El reino vegetal exhibe una diversidad de cistatinas, y diferentes especies de plantas pueden tener isoformas de cistatina únicas con funciones específicas. Esta diversidad refleja la adaptabilidad de estas proteínas a varios nichos ecológicos.

Comprender las cistatinas vegetales no sólo es importante para desentrañar los mecanismos moleculares de la biología vegetal, sino también para posibles aplicaciones en la agricultura. Aprovechar el conocimiento sobre las cistatinas en las plantas podría contribuir al desarrollo de cultivos con mayor resistencia a plagas y enfermedades. La investigación en curso continúa explorando las funciones y aplicaciones de las cistatinas vegetales en diversas especies de plantas.

Permeabilidad de la membrana

La cistatina de pollo atravesó rápidamente la membrana de las células neo T MCF-10A e inhibió la catepsina B cuando se aciló con residuos acilo grasos de 6 a 18 átomos de carbono. ^{[7] [¿ relevante? ]}

Ver también

• Affimer , un tipo de proteína diseñada que se basa en la estructura de cistatina

Referencias

1. Salát J, Paesen GC, Rezácová P, Kotsyfakis M, Kovárová Z, Sanda M, et al. (Julio de 2010). "Estructura cristalina y caracterización funcional de una cistatina salival inmunomoduladora de la garrapata blanda Ornithodoros moubata". La revista bioquímica . 429 (1): 103–112. doi :10.1042/BJ20100280. PMC  3523712 . PMID  20545626.; renderizado con PyMOL
2. Rawlings ND, Barrett AJ (enero de 1990). "Evolución de proteínas de la superfamilia de cistatinas". Revista de evolución molecular . 30 (1): 60–71. Código Bib : 1990JMolE..30...60R. doi :10.1007/BF02102453. PMID  2107324. S2CID  33504413.
3. Abrahamson M, Álvarez-Fernández M, Nathanson CM (2003). "Cistatinas". Simposio de la Sociedad Bioquímica . 70 (70): 179–199. doi : 10.1042/bss0700179. PMID  14587292.
4. Turk V, Bode W (julio de 1991). "Las cistatinas: inhibidores proteicos de las cisteína proteinasas". Cartas FEBS . 285 (2): 213–219. Código Bib : 1991FEBSL.285..213T. doi :10.1016/0014-5793(91)80804-C. PMID  1855589. S2CID  40444629.
5. Machleidt W, Borchart U, Fritz H, Brzin J, Ritonja A, Turk V (noviembre de 1983). "Proteínas inhibidoras de cisteína proteinasas. II. Estructura primaria de la estefina, una proteína citosólica inhibidora de cisteína proteinasas de granulocitos polimorfonucleares humanos". Zeitschrift für fisiologische Chemie de Hoppe-Seyler . 364 (11): 1481-1486. doi :10.1515/bchm2.1983.364.2.1481. PMID  6689312.
6. van Wyk SG, Du Plessis M, Cullis CA, Kunert KJ, Vorster BJ (noviembre de 2014). "Expresión y actividad de cisteína proteasa y cistatina durante el desarrollo y la senescencia de los nódulos de soja". Biología vegetal BMC . 14 : 294. doi : 10.1186/s12870-014-0294-3 . PMC 4243279 . PMID  25404209. 
7. Kocevar N, Obermajer N, Kreft S (septiembre de 2008). "La permeabilidad de la membrana de la cistatina acilada depende de la longitud de la cadena de acilo graso". Biología química y diseño de fármacos . 72 (3): 217–224. doi :10.1111/j.1747-0285.2008.00693.x. PMID  18702630. S2CID  24573152.

Lectura adicional

• Lee C, Bongcam-Rudloff E, Sollner C, Jahnen-Dechent W, Claesson-Welsh L (enero de 2009). "Cistatinas tipo 3; fetuínas, cininógeno y glicoproteína rica en histidina". Fronteras en Biociencia . 14 (8): 2911–2922. doi : 10.2741/3422 . PMID  19273244.
• "Cistatina: ¡una proteína que se vuelve loca!". Estructuras del PDB bastante interesantes; Banco de datos de proteínas en Europa . Instituto Europeo de Bioinformática (EMBL-EBI). Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2013.

Enlaces externos

• Cistatinas en los títulos de materias médicas (MeSH) de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU.

Este artículo incorpora texto del dominio público Pfam e InterPro : IPR000010