Control del estado de fosforilación de la glucógeno sintasa de hepatocitos de rata

Abstract

Uno de los tipos más interesantes de modificación covalente post-traduccional es la fosforilación de proteínas. Su importancia reside, en que afecta a numerosas vías metabólicas celulares, por lo general a través de los enzimas clave de las mismas .

El metabolismo del glucógeno proporciona un claro ejemplo de una vía metabólica que presenta este tipo de modificaciones. Diversos enzimas involucrados en esta vía metabólica son sustrato de diferentes proteína quinasas y proteína fosfatasas. Entre ellos, los dos enzimas clave de esta ruta: la glucógeno sintasa y la glucógeno fosforilasa.

La glucógeno sintasa

es un caso particularmente

interesante. Probablemente se trata de uno de los mejores

ejemplos de un enzima sujeto a control por mecanismos de fosforilación múltiple. Es bien sabido que el enzima muscular puede ser fosforilado por diferentes proteína quinasas en distintos lugares de la molécula. Más recientemente se han obtenido las mismas evidencias para el enzima hepático. En casi todos los casos conocidos la fosforilación del enzima implica su inactivación.

Por otra parte, el estado de activación de la glucógeno sintasa muscular y hepática puede ser alterado "in vivo" por una serie de efectores. Así, ciertas hormonas glucogenolíticas son capaces de inactivar al enzima.

El conjunto de datos referentes a la inactivación del enzima por fosforilación covalente, unidos a los efectos hormonales observados sobre su estado de actividad, condujeron a la hipótesis de que, en la célula, el estado de activación de la glucógeno sintasa debía estar controlado, al menos parcialmente, a través del estado de fosforilación del enzima. Este hecho ha sido comprobado experimentalmente en los últimos años en lo que se refiere al enzima muscular, tanto esquelético como cardíaco.

Los conocimientos acerca del enzima hepático son, sin embargo, notablemente más reducidos. Como es sabido, existen diferencias entre el hígado y el músculo en lo que afecta al metabolismo del polisacárido y estas diferencias no solamente residen en el destino de la glucosa, el producto de su degradación. Por lo tanto, cualquier extrapolación de los conocimientos existentes sobre el enzima muscular al caso del enzima hepático no deja de ser peligrosa. De hecho, en el momento de iniciar nuestro trabajo, no existía evidencia direeta alguna de que el enzima hepático se encontrara fosforilado "in vivo".

Así pues, fueron:

los objetivos básicos de nuestro proyecto

a) Averiguar si la glucógeno sintasa hepática, en su estado basal de actividad, se encuentra fosforilada e identificar los posibles centros de fosforilación existentes.

b) Establecer la correlación que pudiera existir entre los cambios en el estado de activación inducidos por diferentes efectores y el estado de fosforilación del enzima.

c) Investigar la especificidad de los cambios producidos en el estado de fosforilación del enzima por alguno de estos efectores, a nivel de sus centros de fosforilación.

Para llevar a cabo este proyecto se escogió como material de estudio el enzima de hepatocitos aislados de rata, que fue marcado mediante incubación de las células con fosfato radioactivo y aislado específicamente empleando anticuerpos desarrollados contra la propia proteína purificada a partir de hígado de rata.