Una proteína tetramérica es una proteína con una estructura cuaternaria de cuatro subunidades (tetramérica). Los homotetrámeros tienen cuatro subunidades idénticas (como la glutatión S-transferasa ), y los heterotetrámeros son complejos de diferentes subunidades. Un tetrámero se puede ensamblar como un dímero de dímeros con dos subunidades homodímeras (como la sorbitol deshidrogenasa ), o dos subunidades heterodímeras (como la hemoglobina ).
Las interacciones entre subunidades que forman un tetrámero están determinadas principalmente por la interacción no covalente . [1] Los efectos hidrofóbicos , los enlaces de hidrógeno y las interacciones electrostáticas son las fuentes principales para este proceso de unión entre subunidades. Para las proteínas homotetraméricas como la sorbitol deshidrogenasa (SDH), se cree que la estructura ha evolucionado pasando de una estructura monomérica a una dimérica y finalmente a una tetramérica en la evolución. El proceso de unión en SDH y muchas otras enzimas tetraméricas puede describirse por la ganancia de energía libre que puede determinarse a partir de la tasa de asociación y disociación. [1] La imagen de arriba muestra el ensamblaje de las cuatro subunidades (A, B, C y D) en SDH.
Se ha demostrado que las redes de enlaces de hidrógeno entre subunidades son importantes para la estabilidad de la estructura tetramérica de las proteínas cuaternarias . Por ejemplo, un estudio de la SDH que utilizó diversos métodos, como alineaciones de secuencias de proteínas , comparaciones estructurales, cálculos de energía, experimentos de filtración en gel y experimentos de cinética enzimática, podría revelar una importante red de enlaces de hidrógeno que estabiliza la estructura tetramérica cuaternaria en la SDH de mamíferos . [1]
En inmunología , los tetrámeros MHC se pueden utilizar en ensayos de tetrámeros , para cuantificar el número de células T específicas de antígeno (especialmente células T CD8+ ). Los tetrámeros MHC se basan en moléculas recombinantes de clase I que, a través de la acción de BirA bacteriana, han sido biotiniladas . Estas moléculas se pliegan con el péptido de interés y β2M y se tetramerizan mediante una estreptavidina marcada con fluorescencia . (La estreptavidina se une a cuatro biotinas por molécula). Este reactivo de tetrámero marcará específicamente las células T que expresan receptores de células T que son específicos para un complejo péptido-MHC dado. Por ejemplo, un tetrámero Kb/FAPGNYPAL se unirá específicamente a la célula T citotóxica específica del virus Sendai en un ratón C57BL/6 . Las respuestas específicas de antígeno se pueden medir como células T CD8+, tetrámero+ como una fracción de todos los linfocitos CD8+.
La razón para utilizar un tetrámero, en lugar de una única molécula MHC de clase I marcada, es que los tetrámeros tetraédricos pueden unirse a tres TCR a la vez, lo que permite una unión específica a pesar de la baja afinidad (1 micromolar) de la interacción típica de la clase I-péptido-TCR. También se pueden fabricar tetrámeros MHC de clase II , aunque es más difícil trabajar con ellos en la práctica. [2]
Un homotetrámero es un complejo proteico formado por cuatro subunidades idénticas que están asociadas pero no unidas covalentemente. [3] Por el contrario, un heterotetrámero es un complejo de 4 subunidades en el que una o más subunidades difieren. [4]
Algunos ejemplos de homotetrámeros son:
Los ejemplos de heterotetrámeros incluyen la hemoglobina ( en la imagen ), el receptor NMDA , algunas acuaporinas , [7] algunos receptores AMPA , así como algunas enzimas . [8]
La cromatografía de intercambio iónico es útil para aislar conjuntos proteicos heterotetraméricos específicos, lo que permite la purificación de complejos específicos según el número y la posición de las etiquetas peptídicas cargadas. [9] [10] La cromatografía de afinidad de níquel también se puede emplear para la purificación de heterotetrámeros. [11]
Varias copias de un polipéptido codificado por un gen a menudo pueden formar un agregado denominado multímero. Cuando un multímero se forma a partir de polipéptidos producidos por dos alelos mutantes diferentes de un gen en particular, el multímero mixto puede exhibir una mayor actividad funcional que los multímeros no mezclados formados por cada uno de los mutantes solos. Cuando un multímero mixto muestra una mayor funcionalidad en relación con los multímeros no mezclados, el fenómeno se denomina complementación intragénica . En los seres humanos, la argininosuccinato liasa (ASL) es una enzima homotetramérica que puede experimentar complementación intragénica. Un trastorno de ASL en humanos puede surgir de mutaciones en el gen ASL , particularmente mutaciones que afectan el sitio activo de la enzima tetramérica. El trastorno de ASL está asociado con una heterogeneidad clínica y genética considerable que se considera que refleja la extensa complementación intragénica que ocurre entre diferentes pacientes individuales. [12] [13] [14]