Biogénesis y regulación del transportador neuronal de glicina GlyT2 y mutantes responsables de hiperplexia humana

• Autores: Esther Arribas González
• Directores de la Tesis: Beatriz López Corcuera (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Manuel Palacín Prieto (presid.), Francisco Zafra (secret.), María Jesús Bullido Gómez -Heras (voc.), Ana María Mata Durán (voc.), Esmerilda García Delicado (voc.)
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
• Resumen

  • La hiperplexia o “enfermedad de sobresalto” es un sí􀆴ndrome clí􀆴nico raro caracterizado por una respuesta inesperada y exagerada a estí􀆴mulos triviales acústicos o táctiles. Este trastorno neurológico puede tener consecuencias graves para los recién nacidos, incluyendo daño cerebral y/o muerte súbita causada por episodios de apnea y fallo cardiorrespiratorio. La enfermedad es causada por una deficiente neurotransmisión glicinérgica inhibidora siendo las mutaciones en el gen SLC6A5 humano que codifica el transportador neuronal de glicina GlyT2 las responsables de la forma presináptica de la hiperplexia. GlyT2 retira la glicina sináptica, constituyendo la principal fuente de neurotransmisor liberado en las sinapsis glicinérgicas. En el presente trabajo hemos analizado los mecanismos moleculares subyacentes a la biogénesis del tipo silvestre de GlyT2, dada la importancia de su correcto progreso a membrana, y de dos mutantes de hiperplexia (S512R e Y705C). La cantidad de transportador activo puede modularse por variaciones en las concentraciones de calnexina (CNX) conseguidas mediante su depleción por siRNA o su sobreexpresión. Los niveles de CNX modulan el control de calidad del precursor de GlyT2 que se une transitoriamente a la chaperona mediante sus glicanos e interacciones proteí􀆴na-proteí􀆴na.

    La CNX puede aumentar la expresión en membrana y el transporte del mutante carente de asparaginas glicosiladas en virtud de su actividad chaperona independiente de lectina, probando que CNX selecciona los estados conformacionales más competentes del transportador. También, la sobreexpresión de la chaperona es capaz de resolver la retención detectada en el RE de GlyT2 por la presencia del mutante dominante negativo (DN) de hiperplexia S512R, recuperando así􀆴 sus niveles en superficie y actividad. Un análisis de las propiedades y alteraciones estructurales de S512R, ha confirmado que la introducción de la arginina perturba el plegamiento del transportador, facilita la asociación con CNX y altera la unión a Sec24D, impidiendo la salida del RE. El efecto DN del mutante sobre el tráfico de GlyT2 puede explicarse por la formación de heterómeros entre moléculas de tipo mutante-silvestre que presentan mayor estabilidad que los homómeros entre tipos silvestre-silvestre. Con vistas a la terapia, hemos demostrado el efecto chaperona del 4-PBA en el rescate del efecto DN de S512R sobre GlyT2 en células heterólogas y neuronas primarias.

    Respecto a la regulación de la actividad de GlyT2, hemos establecido su modulación mediante el complejo funcional GlyT2-PMCA2/3-NCX exclusivamente presente en subdominios lipid rafts, cuya función podrí􀆴a ser el mantenimiento de la homeostasis local de Na+ y Ca2+ en terminales glicinérgicos dotando a GlyT2 del gradiente electroquí􀆴mico de Na+ necesario para ejercer su función. Por último, se ha caracterizado la mutación Y705C encontrada por nuestro laboratorio en muestras de pacientes de hiperplexia y demostrado que ocasiona un defecto recesivo en el tráfico intracelular y una alteración dominante en la actividad de transporte pues interfiere en la acción del pH y el zinc como moduladores cruciales de la neurotransmisión glicinérgica inhibidora.