Estudio estructural y biofísico de As-p18, una proteína de unión a lípidos novedosa, perteneciente al grupo de las FABPs de nematodos

Abstract

As-p18 es una de las proteínas más abundantes del fluido que baña a la larva infectiva, L3, dentro de los huevos, particularmente resistentes, del parásito Ascaris suum. Es una proteína que une lípidos, perteneciente al grupo de las FABPs, aunque por presentar características únicas, exclusivas para nematodos, se las asocia a un nuevo subcluster, las nemFABPs. Dentro de las peculiaridades de las nemFABPs se destacan: poseer señal de secreción, estar bajo una estricta regulación de síntesis y poseer una estructura con ciertas características no presentes en otros miembros de la superfamilia. Tomando como base estas diferencias, se ha propuesto que las nemFABPs presentarían funciones específicas, de relevancia en la supervivencia de estos organismos, tal vez involucrando la captación, la distribución y/o el almacenamiento de lípidos. Con la finalidad de contribuir al entendimiento de la estructura y función de este singular grupo de proteínas, se abordaron estudios estructurales y de dinámica, empleando la técnica de Resonancia Magnética Nuclear (RMN). Por otra parte, se determinaron las propiedades de unión a lípidos, haciendo uso de variadas técnicas biofísicas y bioquímicas. Por último se analizó la capacidad de As-p18 para transferir ácidos grasos a membranas modelo y se realizaron ensayos preliminares para caracterizar la interacción con las mismas. El plegamiento tridimensional determinado en solución, mostró que As-p18 presenta componentes estructurales que caracterizan a la familia de FABPs. Dentro de los mismos se encuentran: el barril β, formado por 10 hebras β antiparalelas cubierto por el motivo hélice-vuelta-hélice; la hendidura o gap entre las hebras βD y βE; una cavidad interna que incluye al sitio de unión al ligando y que involucra residuos de aminoácidos polares e hidrofóbicos; y una región portal postulada como lugar de entrada del ligando, delimitada por los loops entre βC-βD y βE-βF, y la α-hélice II. Sin embargo, a pesar de presentar un plegamiento FABP canónico, As-p18 mostró características que la diferencian de cualquier estructura de FABP descrita hasta el presente. Los loops entre las hebras βB y βC, y βG y βH, son notablemente más largos que los presentes en cualquier otra FABP, llegando al doble de longitud para el primer caso. En cuanto a los residuos que estabilizan la unión del ligando, se comprobó la participación de la Arginina 43, que dada su ubicación relativa en la proteína, representa un elemento atípico respecto a lo observado para otras FABPs. Aminoácidos hidrofóbicos protruyentes, que flanquean la región portal, estarían potencialmente involucrados en interacciones proteína-proteína o proteína-membrana. Los estudios de unión a lípidos mediante TLC y cromatografía gaseosa mostraron que la proteína recombinante une de manera exclusiva ácidos grasos (AGs) dentro de un entorno lipídico celular como el provisto por E. coli. Entre los AGs seleccionados del medio por la proteína, se comprobó un enriquecimiento relativo de ácido oleico (18:1). La particular afinidad por este lípido se corroboró mediante experimentos de fluorescencia involucrando el desplazamiento competitivo de una sonda fluorescente. Asimismo, estudios por Calorimetría de Titulación Isotérmica (ITC) y RMN, permitieron establecer un único sitio de unión, de alta afinidad, donde la contribución entálpica fue preponderante. En cuanto a la habilidad de As-p18 para ceder AGs a vesículas o membranas modelo, se ha propuesto que la transferencia de ligandos ocurre mediante interacciones proteína-membrana. En este sentido, se analizaron de forma preliminar qué factores modulan dicha interacción. En resumen, los resultados obtenidos en este trabajo de Tesis contribuirían a la comprensión del rol de As-p18 en los huevos infectivos de A. suum. De manera más general, constituyen el paso inicial para el mejor entendimiento del nuevo subcluster, nemFABP, dentro de la familia de las FABPs.