Un estudi internacional liderat per l'Institut de Biologia Molecular de Barcelona del Consell Superior d'Investigacions Científiques (IBMB- CSIC) –que té la seva seu al Parc Científic Barcelona– ha revelat, mitjançant cristal·lografia de raigs X, l'estructura tridimensional de la partícula alfa2-macroglobulina. Aquesta proteïna és un complex inhibidor gegant que es troba en la sang i és capaç de bloquejar l'acció de proteïnases. El descobriment del detall de la seva estructura aporta dades que podrien ajudar en la recerca de malalties com ara l'Alzheimer, el càncer o la sida. L'estudi ha estat publicat a la revista Angewandte Chemie (DOI: 0.1002/anie.201109104).

”

“La novetat d’aquest treball és que demostra que aquest inhibidor –la partícula alfa2-macroglobulina–, que forma una gran cavitat central, atrapa les seves preses en el seu interior mitjançant un sofisticat mecanisme, que recorda al de les plantes carnívores: un tall en una “regió ham” desencadena tot un seguit de canvis a gran escala que fan que el parany es tanqui i la proteïnasa quedi atrapada”, explica l’investigador de l’IBMB-CSIC Francesc Xavier Gomis.

Una cop tancada, els canvis estructurals en la partícula inhibidora fan que sigui reconeguda per receptors extracel·lulars de diversos tipus de cèl·lules. Aquest fet fa que s’internalitzi i sigui degradada pels lisosomes de la cèl·lula. “La fallada en la regulació de les proteïnases pot donar lloc a processos patològics. El càncer i la metàstasi, l’Alzheimer, les malalties cardiovasculars i inflamatòries, els processos infecciosos per microorganismes, com la pesta, la SIDA, el còlera, la malària o la malaltia de Chagas són alguns dels exemples de malalties que contemplen o es deuen a l’actuació nociva, errònia o descontrolada de proteïnases”, afegeix Gomis.

Cristal·lografia de raigs X

Els investigadors d’aquest estudi han arribat als seus resultats mitjançant la tècnica experimental de la cristal·lografia de proteïnes. Aquest mètode requereix la purificació i aïllament d’una proteïna mitjançant tècniques cromatogràfiques. Una vegada s’ha obtingut la proteïna pura, es cristal·litza i els microcristalls resultants s’analitzen amb radiació de rajos X, que permeten resoldre l’estructura tridimensional.

Funció de les proteïnases

“Una proteïnasa és un enzim que talla altres proteïnes, com les que tenim al tracte digestiu i que descomponen les proteïnes que ens mengem; unes altres participen en la complicada cascada de coagulació de la sang i la fibrinólisis, i d’altres en la remodelació de teixits, com ocara, processos de desenvolupament embrionari, etc. Pràcticament no hi ha procés biològic en el qual no intervingui almenys una proteïnasa. Atès que aquests enzims tallen altres proteïnes, és molt important que estiguin regulats de forma molt estricta i aquí és on juguen un paper importantíssim els inhibidors”, conclou l’investigador.

Article de referència: Aniebrys Marrero, Stephane Duquerroy, Stefano Trapani, Theodoros Goulas, Tibisay Guevara, Gregers R. Andersen, Jorge Navaza, Lars Sottrup-Jensen y F. Xavier Gomis-Rüth. The crystal structure of human alpha2-macroglobulin reveals a unique molecular cage. Angewandte Chemie. DOI: 10.1002/anie.201109104