Estudio estructural y funcional de un inhibidor proteínico monodominio de doble faz, sermetstatina, en complejo con dos peptidasas de diferente clase, subtilisina y esnapalisina

• Autores: Sergio Trillo Muyo
• Directores de la Tesis: Francesc Xavier Gomis-Rüth (dir. tes.), Xavier Daura i Ribera (dir. tes.), Joan López Arolas (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2013
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Josep Vendrell Roca (presid.), Eva Estébanez Perpiñá (secret.), Pablo Fuentes Prior (voc.)
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en:  TDX  DDD  TESEO 
• Resumen

  • Los inhibidores de peptidasas representan un mecanismo fisiológico para la regulación de las enzimas proteolíticas. Mientras que mayoría de los inhibidores monodominio tienen un único sitio reactivo mediante el cual interaccionan con sus peptidasas dianas de un tipo catalítico específico, algunos de ellos inhiben dos moléculas de peptidasa simultáneamente, dando lugar a la formación de complejos ternarios. Para estudiar este tipo de inhibidores se analizó la función de uno de ellos, sermetstatina. Este inhibidor forma un dímero que une fuertemente serín peptidasas y metalopeptidasas. La estructura del dímero de inhibidor fue determinada revelando que sermetstatina presenta una conformación en ?/?-sándwich alargado constituido por cinco hebras ? antiparalelas conectadas entre sí (?3-?2-?1-?4-?5; conectividad -1, -1, +3, +1) que dan lugar a una hoja ? girada ?30o, en cuya cara cóncava se acomodan dos hélices ? (?1 y ?2) y una hélice 310. Además, las estructuras de los complejos heterotetraméricos de sermetstatina con la serín peptidasa subtilisina y la metalopeptidasa esnapalisina fueron también determinadas, mostrando que la inhibición ocurre a través de lazos reactivos distales independientes. La interacción entre subtilisina y sermetstatina se produce mediante el lazo reactivo 2, posicionado adecuadamente por su hélice de anclaje, y la hendidura del centro activo de la enzima. El lazo se inserta a modo de cuña mimetizando un substrato en conformación extendida y canónica en la hendidura del centro activo de la enzima, siguiendo el mecanismo estándar de inhibición. Por otro lado, la interacción entre esnapalisina y sermetstatina se produce mediante el extremo N-terminal, el lazo reactivo 1, la hélice ?1 y la región L?4?5 del inhibidor; y la hendidura del centro activo de la enzima y exositios presentes en la superficie de la proteasa. Este modo de inhibición sigue un mecanismo novedoso en inhibidores de metalopeptidasas, siendo este una reminiscencia distante del modo inhibitorio de los TIMPs en su unión con MMPs así como del modo inhibitorio del inhibidor de serralisina sobre la metalopeptidasa serralisina. Estas estructuras y el modelo del complejo heterohexamérico proporcionan por primera vez una visión detallada del mecanismo molecular de la inhibición simultánea de peptidasas pertenecientes a dos clases mecanísticamente diferentes por un inhibidor monodominio. En resumen, en el presente trabajo se ha determinado que sermetstatina es un inhibidor de doble faz genuino monodominio que ha evolucionado a partir de inhibidores de serín peptidasas de la familia MEROPS I16 con un único sitio reactivo que siguen el mecanismo estándar de inhibición. Dicha evolución ha dado lugar a una proteína bifuncional capaz de inhibir simultáneamente diferentes serín peptidasas y una metalopeptidasa específica a través de dos sitios reactivos distales compatibles.