Descifran el funcionamiento de una molécula que elimina enzimas de la sangre

Investigadores del Instituto de Biología Molecular de Barcelona (IBMB) y del Centro Nacional de Biotecnología (CNB), ambos del CSIC, han descifrado el funcionamiento de una molécula que elimina enzimas 'caducadas' del plasma sanguíneo y garantiza un buen funcionamiento del sistema inmune.

La investigación, que publica la revista 'Proceedings of the National Academy of Sciences' (PNAS), ha desvelado el «peculiar» mecanismo de esta molécula, la alfa2-macroglobulina humana (hA2M), para inhibir diferentes clases de endopeptidasas, un funcionamiento que los investigadores han comparado con «una trampa de planta carnívora».

La investigación se ha llevado a cabo tras nueve años de trabajo con técnicas avanzadas de criomicroscopía electrónica por parte de los equipos liderados por F. Xavier Gomis-Rüth, del IBMB-CSIC, y José R. Castón, del CNB-CSIC, en colaboración con la Unidad de Microscopía Electrónica del Instituto de Salud Carlos III (ISCIII) y la Universidad de Leeds (Inglaterra).

Según ha explicado Gomis-Rüth, la hA2M es una proteína muy abundante en el plasma sanguíneo humano que actúa como inhibidor de endopeptidasas (moléculas que degradan proteínas en procesos como la digestión o la señalización celular) y tiene otras funciones relevantes, como la respuesta inmune innata, la homeostasis (el equilibrio interno del organismo) y la defensa frente a patógenos.

Su mal funcionamiento está relacionado con enfermedades como el Alzheimer, diabetes, progresión y crecimiento de tumores y enfermedades inflamatorias o cardiovasculares. Sin embargo, a pesar de un meticuloso análisis bioquímico durante mas de 75 años, su estructura molecular no se había caracterizado hasta ahora.

«Normalmente, los inhibidores de endopeptidasas funcionan con mecanismos del tipo 'llave-y-cerradura', receptores moleculares que reconocen y se ensamblan de forma muy específica, lo que hace que un inhibidor solo actúe frente a una o unas pocas endopeptidasas muy concretas», según Gomis-Rüth. «La peculiaridad de la hA2M es que puede inhibir muchas clases de endopeptidasas de forma inespecífica», ha añadido el investigador.

Por su parte, Castón ha destacado la peculiaridad de hA2M «que toma las proteínas que debe inactivar mediante un mecanismo trampa, comparable al de las plantas carnívoras: cuando un insecto toca un gatillo en el fondo de la planta abierta, se dispara un mecanismo de cierre que atrapa la presa».

«De forma similar, cuando una endopeptidasa entra en la hA2M, se dispara una reordenación ultrarrápida de su estructura de tetrámero, que da lugar a un tetrámero cerrado: una especie de jaula de la cual la endopeptidasa, como si fuera una presa, no puede escapar», ha señalado.

Según Daniel Luque, científico del ISCIII, «es así como la hA2M actúa como un cazador dentro del torrente sanguíneo en busca de peptidasas que hayan terminado sus funciones biológicas y deban eliminarse».