Resuelven el problema del mecanismo catalítico de las peroxirredoxinas

Sobre la participación del glutatión, hallan que para ejercer su función antioxidante puede estar en concentraciones cien veces inferiores a las consideradas necesarias.

Carmen Cáceres. Sevilla | 28/03/2016 11:38

José Rafael Pedrajas, Alicia Padilla, Emilia Martínez, José A. Bárcena

José Rafael Pedrajas, de la Universidad de Jaén; Alicia Padilla, Emilia Martínez Galisteo y José Antonio Bárcena, los tres de UCO-Imibic. (UCO-Imibic)

Un equipo de las universidades de Córdoba, Jaén y Liverpool (Reino Unido) y de los institutos Maimónides de Investigación Biomédica de Córdoba (Imibic) y de Biomedicina de Sevilla ha publicado en la revista Antioxidants & Redox Signaling -que ha merecido la portada de su último número- una investigación para esclarecer el mecanismo de acción de la enzima peroxirredoxina (Prx), responsable de la destrucción de los peróxidos en las células.

"No estaba clara la contribución de otras proteínas al proceso catalítico de esta enzima ni la participación del glutatión. El glutatión es una pequeña molécula considerada como el principal antioxidante presente en todas las células. Tampoco estaba claro si esta Prx resultaba sobreoxidada durante su actuación perdiendo su capacidad antioxidante pero adquiriendo una función como sensor de estrés oxidativo y señalizadora", ha explicado a Diario Médico José Antonio Bárcena, catedrático de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Córdoba e investigador del Imibic.

El objetivo ha sido descubrir los mecanismos moleculares responsables de la defensa antioxidante, que es crucial para contrarrestar el estrés oxidativo asociado al desarrollo de diversas patologías, desde el cáncer a enfermedades neurodegenerativas.

Para ello, han realizado el trabajo inicialmente con la Prx1 de células de levadura. "Estas células son un modelo experimental excelente debido a su fácil manejo y porque su Prx1 tiene un gran parecido estructural y funcional con la Prx6 humana, que está involucrada en la proliferación de células tumorales", ha comentado. Los investigadores han corroborado este parecido y han clonado y caracterizado exhaustivamente in vitro la Prx1. "Mediante la construcción y el análisis de mutantes de levadura, hemos podido determinar que en el proceso catalítico participan el glutatión y otra proteína antioxidante adicional, la tiorredoxina (Trx)", añade.

Además, han descrito cómo la Prx1 no se sobreoxida en las condiciones celulares mientras haya una pequeña cantidad de glutatión disponible. Este hecho, extrapolado a la Prx6 humana, significa que la función adicional como sensor de estrés oxidativo y señalizadora asignada a esta Prx se llevaría a cabo en condiciones "suaves" sin tener que alcanzar unas condiciones oxidativas profundas.

La novedad, por tanto, es que el glutatión no es necesario a las concentraciones consideradas normales para ejercer su función antioxidante, sino a concentraciones 100 veces inferiores. Además, cuando el glutatión participa en un proceso antioxidante él mismo resulta oxidado a su vez, lo que hace necesario un sistema molecular accesorio para su regeneración. En este caso el glutatión no se consume, sino que se recicla sin más ayuda que la de las propias "redoxinas" del sistema.

El equipo de Bárcena se encuentra ya estudiando en células tumorales en cultivo las interacciones entre las distintas "redoxinas" e identificando mediante proteómica cuantitativa las proteínas que experimentan oxidaciones "suaves" y reversibles como parte de mecanismos de regulación celular. El objetivo es optimizar las condiciones para una terapia más eficiente. "Curiosamente, los tratamientos antioxidantes pueden contribuir más al desarrollo y la proliferación de los tumores que a su destrucción", ha apuntado.