- Serpina
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Las serpinas son un grupo numeroso de proteínas con estructuras similares identificados inicialmente como capaces de inhibir otras enzimas del grupo de las proteasas. El nombre serpina deriva de la combinación de serina proteasa inhibitora—en virtud de sus propiedades funcionales.[1]
Contenido
Historia
Los primeros miembros de la superfamilia de proteínas serpinas estudiados extensamente fueron las proteínas sanguíneas humanas antitrombina y antitripsina, cuyas funciones promueven la coagulación sanguínea y la inflamación, respectivamente. En un principio, las investigaciones relacionadas a estas enzimas se enfocaban en el papel específico que tenían en las enfermedades humanas: la deficiencia de antitrombina resulta en episodios frecuentes de trombosis y la deficiencia de antitripsina tiende a causar enfisema. En 1980, los invstigadores Hunt y Dayhoff descubrieron para su sorpresa que ambas moléculas compartían un número importante de secuencias de aminoácidos similares a la proteína ovoalbúmina la principal proteína en la clara de huevo de gallinas. De allí su propuesta de que se trataba de una nueva superfamilia de proteínas.[2]
Bioquímica
Se han identificado más de 1000 serpinas, incluyendo 36 proteínas humanas, así como moléculas de plantas (como la Arabidopsis thaliana), bacterias (entre ellos los Clostridium), parásitos (como la nematoda Caenorhabditis elegans), archaea y ciertos virus.[3] [4] Las serpinas constituyen la familia de inhibidores de proteasas más numera y diversa.[5]
Funciones
La mayoría de las serpinas controlan por inhibición cascadas proteolíticas catalizadas por enzimas proteasas de la familia de las quimotripsinas, mientras que otras no son inhibitorias de otras enzimas sino que realizan funciones variadas, tales como almacenamiento (es el caso de la ovoalbumina), proteínas de transporte hormonal (globulina fijadora de tiroxina, globulina fijadora de cortisol), genes supresores tumorales (como la maspina), regulación de la tensión arterial y desarrollo de linfocitos B, entre muchas otras.[6] Se emplea el término serpina para estas enzimas no inhibitorias, a pesar de su contradictoria función.[7]
Evolución
Se cree que las serpinas esran moléculas inicialmente restringidas a organismos eucariotas, pero se han descubierto un número de ellas entre las bacterias y archaea.[3] [4] [8] Permanece aún no esclarecido si los genes respectivos de los procariotas son descendientes de serpinas ancestrales de entre los mismos procariotas o si son producto del cambio genético lateral entre diversos organismos sin descendencia evolutiva.[5]
Investigaciones
Por razón de que las serpinas controlan procesos celulares tales como la coagulación y la inflamación, éstas son proteínas blanco para investigaciones científicas. Las serpinas también tienen importancia para la genómica estructural y el estudio del plegamiento de proteínas debido a que son capaces de dramáticos y muy únicos cambios en sus estructuras en el proceso de la inhibición enzimática.[9] Esa característica es poco usual, ya que los inhibidores de las proteasas tienden a fusionarse con la sencilléz de una llave y su cerradura, con formas moleculares prescisas en el sitio activo de la enzima. La desventaja de los mecanismos conformacionales de las serpinas es que las hace susceptibles a mutaciones que causan polímeros de larga cadena que son inactivas.[10] [11]
Véase también
Referencias
- ↑ R. Carrell and J. Travis. (1985). «α1-Antitrypsin and the serpins: Variation and countervariation». Trends Biochem. Sci. 10: p. 20-24. doi:.
- ↑ Hunt LT, Dayhoff MO (1980). «A surprising new protein superfamily containing ovalbumin, antithrombin-III, and α1-proteinase inhibitor.». Biochem Biophys Res Commun. 95 (2): p. 864-71. PMID 6968211.
- ↑ a b Irving JA, Pike RN, Lesk AM, Whisstock. (2000). «Phylogeny of the Serpin Superfamily: Implications of Patterns of Amino Acid Conservation for Structure and Function.». Genome Res. 10: pp. 1845-64. PMID 11116082.
- ↑ a b Irving J, Steenbakkers P, Lesk A, Op den Camp H, Pike R, Whisstock J (2002). «Serpins in prokaryotes». Mol Biol Evol 19 (11): pp. 1881-90. PMID 12411597.
- ↑ a b Rawlings ND, Tolle DP, Barrett AJ. (2004). «Evolutionary families of peptidase inhibitors.». Biochem J. 378: p. 705-16.. PMID 14705960.
- ↑ KORIN, Jorge. Antithrombin: 25 years later: A tribute to a long lasting source of knowledge in Hemostasis. Acta Bioquím. Clín. Latinoam. [online]. Jul./Sept. 2006, vol.40, no.3 [cited 19 March 2008], p.299-305. Available from World Wide Web: [1]. ISSN 0325-2957.
- ↑ Silverman GA, Bird PI, Carrell RW, Church FC, Coughlin PB, Gettins PG, Irving JA, Lomas DA, Luke CJ, Moyer RW, Pemberton PA, Remold-O'Donnell E, Salvesen GS, Travis J, Whisstock JC. (2001). «'The serpins are an expanding superfamily of structurally similar but functionally diverse proteins. Evolution, mechanism of inhibition, novel functions, and a revised nomenclature.». J Biol Chem 276: p. 33293-6. PMID 11435447.
- ↑ Cabrita LD, Irving JA, Pearce MC, Whisstock JC, Bottomley SP. (2007). «Aeropin from the extremophile Pyrobaculum aerophilum bypasses the serpin misfolding trap.». J Biol Chem.. PMID 17635906.
- ↑ Huntington J, Read R, Carrell R (2000). «Structure of a serpin-protease complex shows inhibition by deformation». Nature 407 (6806): pp. 923-6. PMID 11057674.
- ↑ Carrell RW, Lomas DA. (1997). «Conformational disease.». Lancet. 350 (9071): p. 134-8. PMID 9228977.
- ↑ Lomas DA, Evans DL, Finch JT & Carrell RW (1992). «The mechanism of Z alpha 1-antitrypsin accumulation in the liver». Nature 357: pp. 605–607. PMID 1608473.
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