Un hemi-transmembrana exoplàsmico voluminoso sirve como señal d endocitosis y polaridad en proteínas transmembrana tipo II en Saccharomyces Cerevisiae

Exposición; Sextas Jornadas de Posgrado de la Facultad de Ciencias Químicas (UNC); 2013

La disponibilidad de receptores involucrados en la transducción de señales, transportadores de nutrientes y numerosas proteínas transmembrana es controlada mediante el proceso de endocitosis y reciclado desde y hacia la membrana plasmática (MP) respectivamente. Como resultado, la endocitosis tiene un rol central en el correcto funcionamiento de la célula. La vía mejor caracterizada de endocitosis es la mediada por vesículas de clatrina. Señales presentes en las porciones citoplásmicas de las proteínas cargo son reconocida por proteínas adaptadoras , que simultáneamente reclutan clatrina a la membrana e inician la endocitosis. En S. cerevisiae, la endocitosis y el reciclado de algunas proteínas transmembrana resultan además en una distribución polarizada debido la difusión lenta de las mismas en la MP. Este es el comportamiento de la proteína Snc1. La proteína Sso1 por el contrario, no sufre endocitosis y por lo tanto presenta una distribución homogénea en toda la MP Ambas proteínas pertenecen a la familia de las SNAREs involucradas en la fusión de membranas y poseen un solo segmento transmembrana en su extremo Carboxilo terminal. Mediante un análisis sistemático de la influencia del largo y el volumen de los segmentos transmembrana (TMD) en la localización intracelular de proteínas, se observó que el reemplazo de los residuos de la mitad exoplásmica del TMD de Sso1, por residuos de cadenas laterales voluminosas, resulta en una distribución polarizada de esta quimera. Esta distribución polarizada se pierde en una cepa mutante para el gen SLA2, que bloquea la endocitosis mediada por clatrina. Así mismo, la expresión de esta quimera en una cepa mutante ric1∆, que posee bloqueado el reciclado de proteínas, resulta en acumulación intracelular a diferencia de lo que ocurre para Sso1 wt. Estos experimento confirman que el volumen del TMD funciona como una señal endocítica. Este es el primer ejemplo de una señal de endocitosis que no esté en la porción citoplásmica de las proteínas cargo. Un análisis bioinformático del proteoma de S. cerevisiae detectó la presencia de varias proteínas que naturalmente presentan TMDs con hemi-TMDs exoplámicos voluminosos, algunas de las cuales presentan una distribución polarizada. Postulamos que los hemi-TMDs voluminosos le confieren a las proteínas partición preferencial a dominios de composición lipídica o de curvatura diferencial, que serían más activos para endocitosis. Esta partición se estudiará in vivo por microscopia de fluorescencia en cepas wt y mutantes para distintos pasos en la síntesis de lípidos y en membranas modelos (Giant Unilammelar vesicles o GUVs, colaboración con E. Ambroggio), que incorporan las proteínas purificadas.