Caracterización estructural y funcional de dos metalo-carboxipeptidasas de la familia M14 con especifidad de sustrato tipo acídico: carboxipeptidasa citosólica 6 y carboxipeptidasa O humanas /

• Autores: María del Carmen García Guerrero
• Directores de la Tesis: Francesc Xavier Avilés Puigvert (dir. tes.), Julia Lorenzo Rivera (dir. tes.), Javier Garcia Pardo (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Fita Rodríguez (presid.), David Reverter Cendrós (secret.), Sebastian Tanco (voc.)
• Programa de doctorado: Programa Oficial de Doctorado en Bioquímica, Biología Molecular y Biomedicina
• Materias:
  • Química
    • Bioquímica
      • Enzimología
  • Ciencias de la vida
    • Biología molecular
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  DDD  TDX 
• Resumen

  • Las metalo-carboxipeptidasas (MCPs) son exopeptidasas que contienen un átomo de zinc en el centro activo y que participan en la hidrólisis de enlaces peptídicos C-t de péptidos y proteínas. La carboxipeptidasa A1 (CPA1) fue la primera peptidasa M14 identificada y se aisló hace más de 80 años a partir de extractos de páncreas. Desde entonces, el número de MCPs pancreáticas y extra-pancreáticas pertenecientes a esta familia ha ido incrementándose considerablemente. En mamíferos, estas enzimas están relacionadas con un amplio rango de procesos biológicos, como la digestión de proteínas, la regulación de la fibrinólisis en la sangre, la maduración de neuropéptidos, o el procesamiento especifico de la tubulina, entre otras funciones. En esta tesis hemos llevado a cabo la caracterización bioquímica, funcional y/o estructural de dos MCPs de la familia M14 con una especificidad de sustrato tipo acídico: la carboxipeptidasa citosólica 6 (hCCP6) y la carboxipeptidasa O (hCPO) humanas. Estas MCPs han sido muy poco estudiadas debido a su descubrimiento reciente, y en parte, a la dificultad para su producción recombinante. Este hecho hace que exista un vacío de conocimiento acerca de los determinantes estructurales que definen la especificidad de sustrato por residuos acídicos C-t en las MCPs de la familia M14. Por ello, nuestro trabajo se ha centrado principalmente en el estudio de las características estructurales que determinan la preferencia de sustrato por residuos ácidos C-terminales en la hCCP6 y la hCPO, además de otros aspectos relacionados con su función específica e inhibición por inhibidores específicos.

    En el capítulo I presentamos la caracterización bioquímica y funcional de la hCCP6, una exopeptidasa intracelular que modifica post-traduccionalmente la tubulina que forma parte de los microtúbulos celulares, participando así en la regulación de su estabilidad y funcionalidad. Además de la tubulina, también es capaz de actuar sobre otros sustratos intracelulares como la quinasa de la cadena ligera de la miosina (MLCK1) y la teloquina. El trabajo realizado, contribuye notablemente al conocimiento acerca de la función y estructura de la hCCP6, a la vez que asienta las bases para establecer nuevas líneas de investigación que ayuden a comprender los mecanismos de regulación existentes in vivo para modular los niveles de poliglutamilación en la tubulina de los microtúbulos y la identificación de nuevos sustratos endógenos para la hCCP6.

    En el capítulo II mostramos la primera estructura tridimensional de la hCPO, una nueva MCP digestiva de la familia M14 que actúa complementando la acción digestiva de las MCPs pancreáticas mediante la hidrólisis de residuos ácidos C-t de proteínas y péptidos procedentes de la dieta. Gracias a este trabajo, hemos podido comprender mejor las características estructurales que determinan la preferencia de la hCPO por la hidrólisis de enlaces peptídicos C-terminales de residuos ácidos. Además, la obtención de la estructura de la hCPO en complejo con el inhibidor de carboxipeptidasas de Nerita versicolor (NvCI), nos ha permitido conocer en detalle el mecanismo de acción de este inhibidor de la hCPO. Finalmente, en este capítulo se presentan distintas aproximaciones bioquímicas que se han llevado a cabo para caracterizar la especificidad de sustrato de esta enzima e investigar su rol funcional en su localización intestinal en humanos.