CIENCIA › DIALOGO CON AGUSTIN YANEFF, FARMACEUTICO, DOCTORANDO EN BIOFISICA

Llevando agua a través de las membranas

Las acuaporinas son proteínas encargadas de transportar el agua a través de los compartimientos celulares. A veces, dos proteínas se relacionan y conforman enlaces. En este sentido, la regulación que sufre al disminuir el PH es un punto a tener en cuenta.

 Por Leonardo Moledo

–Cuénteme qué es lo que investiga.

–Yo trabajo sobre una proteína de membrana plasmática que está conservada en todas las plantas como una familia. Son las PIP 1.

–¿Qué función cumplen?

–Bueno, vamos por partes. En principio, para realizar su actividad necesitan una interacción con otra familia, las PIP 2. Se vio que muchas no llegan al lugar donde tienen que llegar, la membrana plasmática, si están expresadas solas. Yo estudio entonces la regulación, es decir, la apertura y el cierre del canal de las acuaporinas de la PIP 1.

–Acuaporinas..., me suena.

–Sí, ya ha hablado con gente de mi grupo de esto. Se trata de una proteína encargada de transportar el agua a través de los compartimientos celulares.

–Entonces...

–Lo que le decía: necesito que estén interactuando con una PIP 2 porque de lo contrario no logro que se expresen en el lugar donde se tienen que expresar.

–O sea que lo que usted está tratando de ver es cómo las relaciones entre esas dos proteínas regulan el comportamiento de la PIP 1.

–Exactamente.

–¿Cómo es esa relación entre “pips”?

–Van de a cuatro.

–¿Qué quiere decir eso? ¿Van juntas? ¿Están pegadas?

–No se sabe bien. Se sabe que interaccionan entre ellas mismas. Se sabe que se forma...

–Una gran molécula con cuatro canales.

–Exactamente. Y esas interacciones son electroestáticas, o del tipo Van der Vaals. No son enlaces químicos, sino interacciones débiles entre proteínas.

–¿Puente hidrógeno?

–Podría formarse un puente hidrógeno; también algún puente de sulfuro, que eso sí es un enlace, pero en principio no se sabe.

–Se atraen.

–Sí, con fuerzas relativamente débiles. Hay algunas publicaciones que sugieren que se forman puentes de sulfuro...

–¿Qué son?

–Enlaces entre dos aminoácidos que reaccionan entre los dos sulfuros y forman un puente azufre-azufre. Son enlaces débiles, pero mucho más fuertes que los que les dije antes, por ejemplo que el Van Der Vaals.

–¿Cómo es ése?

–Son interacciones entre grupos no polares, entre grupos que tienen una densidad de electrones uniforme en toda la molécula. Esos grupos tienden a unirse, por ejemplo el aceite con compuestos similares al aceite. En la química se dice que lo similar disuelve lo similar...

–¿Pero por qué si hay electrones distribuidos homogéneamente se atraen? ¿No tendrían que separarse?

–No. Cuando hay una molécula como el agua, que tiene una distribución diferencial de electrones en su estructura (tiene muchos más en la parte donde está el oxígeno y menos donde están los hidrógenos), tiene una semicarga negativa donde está el oxígeno y una semicarga positiva donde están los hidrógenos. Las interacciones entre esas moléculas son electroestáticas: interacciona generalmente la parte más positiva con la parte más negativa. Cuando no hay una diferenciación y toda la molécula tiene los electrones distribuidos uniformemente, esas moléculas sin carga interaccionan con otras moléculas sin carga (o sea, con moléculas similares a ellas). Los electrones están distribuidos en orbitales; cuando dos moléculas interaccionan en general se generan orbitales de menor energía. Los electrones tienden a irse ahí. Aquí estoy tocando de oído, porque recuerde que no estudié química, sino farmacia.

–Volvamos a lo que está investigando.

–Yo para investigar la regulación de estas PIP 1 principalmente me focalizo en la regulación que sufre al disminuir el PH la concentración de protones del medio interno. Hay un mecanismo por el cual se “protona”, es decir, se le une un hidrógeno a una histinina...

–¿Qué es?

–Un aminoácido que conforma parte de la proteína. La proteína tiene veinte aminoácidos, uno de los cuales es la histinina, que tiene como un brazo que se puede cargar tomando un protón del medio. Cuando se produce la protonización, se hipotetiza que se favorece que el brazo se disponga de tal manera que cierra el canal. Yo trabajo investigando cómo es esa regulación y si cambia cuando la 1 está interaccionando con la 2, o cuando la 2 está sola y cómo hay diferentes variantes en cómo se puede comportar esa regulación dependiendo de qué acuaporinas están en la membrana. Lo que yo regulo es la concentración de protones del medio donde está la acuaporina. Lo que hago es aumentarle la cantidad de protones, incrementa la carga positiva y por lo tanto hay más acuaporinas tendientes a estar en el estado cerrado. Yo cambio la concentración de protones interna del ovocito y analizo la actividad, la permeabilidad al agua, dependiendo de la concentración de protones, y obtengo curvas de respuesta de actividad en función del PH, en función de los logaritmos de la concentración de protones. En base a esas curvas y a las estructuras de esas curvas, que están definidas por constantes matemáticas, saco conclusiones acerca de si esa acuaporina está tendiendo más a cerrarse en esa situación que en otra.

–¿Y cuál es su hipótesis?

–Pienso que las PIP 1, sobre las cuales hay muchas publicaciones diciendo que no transportan agua o que transportan muy poca, en realidad transportan mucha agua, que requieren de la interacción con las PIP 2 para llegar a membrana (eso ya está bastante probado) y que la regulación de la 1 es muy importante para la regulación total de la permeabilidad de la membrana. La 1 es importante para modificar la regulación de la 2, de alguna manera, en cuanto a la concentración de protones, pero también en cuanto a la fosforilación de residuos, que es otro mecanismo que se vio que puede llegar a favorecer el cierre de las acuaporinas.

–¿Se cierran las dos?

–Sí, la PIP 1 y la PIP 2. Pero se cierran con concentraciones de protones diferentes. Es muy complejo el análisis que tengo que hacer, porque se trata de hacer mutaciones (cambiar un aminoácido por otro) para que esté toda cerrada todo el tiempo, o pierda la sensibilidad al PH: si yo le saco esa histinina y le pongo otro aminoácido puedo lograr que no se cierre por aumento de la concentración de protones. Entonces juego con combinaciones binarias de las dos y saco conclusiones sobre la regulación de ambas a partir de cerrar la otra, o cambiarle la sensibilidad de protones... Además de todo, este cierre de las PIP casi seguro responde a lo que se llama “cooperativismo”, que tiene que ver con el hecho de que en proteínas interactuantes el cambio de actividad de una influye sobre la actividad de las otras. Se pasan esa información mediante cambios en la estructura.

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