Resumen de Aprofundiment en la relació estructura/funció de diverses metal·lotioneïnes (MTs) per analitzar els factors que determinen la seva especificitat metàl·lica
Sílvia Pérez Rafael
La tasca investigadora realitzada, i recollida en la present Tesi Doctoral, és el resultat de l'estudi i caracterització de l'especificitat metàl·lica, vers Zn(II), Cu(I) i Cd(II), de diferents metal·lotioneïnes i de l'anàlisi dels factors que poden determinar aquesta especificitat. El conjunt de proteïnes estudiades el componen principalment isoformes d’MTs de mol·luscs: els cargols terrestres H.pomatia i C.aspersum i el barretet marí M.crenulata. L’estudi de les propietats coordinants d’aquestes proteïnes ha fet possible establir l'existència, en els dos cargols, d’una isoforma d’MT amb una clara preferència per Cd(II) i d’altres per Cu(I), podent relacionar aquest comportament amb el rol fisiològic d’aquestes proteïnes (destoxicació de cadmi i homeòstasi de coure, respectivament). En canvi, M.crenulata té una única MT, McMT, que no presenta una clara especificitat per Zn(II), Cd(II) o Cu(I), podent participar en ambdós tipus de processos fisiològics. L'estudi conjunt de les diferents MTs ha permès concloure que proteïnes similars (contingut en cisteïnes i la seva posició relativa dins la cadena peptídica) poden presentar especificitats metàl·liques molt diferents, sent els aminoàcids no coordinants els responsables d’aquesta diversitat. S’han estudiat també altres MTs: de B.floridae (amfiox) i de D.melanogaster (mosca). L’amfiox, considerat un organisme model en l’estudi del llinatge evolutiu dels vertebrats, ha estat àmpliament estudiat a nivell genòmic i proteic, però fins el moment es desconeixia l’existència d‘MTs. La descripció del seu genoma complert va permetre identificar dues isoformes d’MT (BfMT1 i BfMT2), que posteriorment varem produir recombinantment. L’estudi de les característiques coordinants d’aquestes dues proteïnes ha permès establir que BfMT1 presenta una certa especificitat per enllaçar Cu(I) mentre que BfMT2 mostra una major especificitat metàl·lica per Zn(II) i Cd(II), fets que concorden amb el comportament observat a nivell genòmic dels seus respectius gens. D’altra banda, en Drosophila havíem descrit i estudiat 4 isoformes d’MT, totes elles amb una clara preferència per Cu(I). En aquest treball s’ha estudiat una cinquena MT, MtnE, descoberta recentment. Els resultats obtinguts indiquen que MtnE és la isoforma amb menor especificitat per Cu(I) del conjunt d’MTs de D.melanogaster, amb un lloc de coordinació particular per Zn(II). Addicionalment, s’ha utilitzat l’acoblament d’un sistema cromatogràfic (size exclusion- HPLC) amb diferents tipus de detecció (UV-Vis, ESI-MS i ICP-MS) per estudiar l’evolució amb el temps d’algunes preparacions d’MTs, aquelles riques en lligands sulfur. Els resultats han permès observar el creixement i compactació dels agregats CdxSy-MT de les preparacions inicials obtingudes in vivo. Finalment s'han determinat els paràmetres termodinàmics associats a la reacció de bescanvi de Zn(II) per Cd(II) en diverses MTs mitjançant la tècnica d'ITC (Isothermal Titration Calorimetry). Aquest estudi ha permès establir en les MTs estudiades una relació entre els valors calculats de les constants d’afinitat i l’especificitat metàl·lica vers ions metàl·lics divalents i monovalents.
