Unos científicos arrojan luz sobre una proteína relacionada con la diabetes y la hipertensión
La cantidad de sal y de agua presente en nuestras células, así como su pH, está estrictamente controlada para su supervivencia. A fin de mantener el equilibrio necesario, unas proteínas especiales desempeñan un papel fundamental al intercambiar protones (iones de hidrógeno o H+) por iones de sodio (Na+) o de litio (Li+) entre las membranas celulares. Dichas proteínas se llaman «intercambiadores de sodio-protones» (intercambiadores Na+/H+ o NHE, por sus siglas en inglés). Los NHE, presentes en todas las células, regulan el pH y el volumen y la concentración de sodio al introducir Na+ en las células a cambio de H+. Los científicos han descubierto que, cuando estas proteínas no funcionan correctamente, pueden causar cáncer, diabetes, insuficiencia cardíaca o hipertensión. Uno de los NHE más interesantes es el NHA2, una proteína presente en la membrana de las células renales, que controlan la tensión arterial, y de las células β, que controlan la glucemia mediante la producción, el almacenamiento y la liberación de insulina. El NHA2, que absorbe sales, se identificó hace poco como el intercambiador de sodio-protones tan buscado que estaba relacionado con la hipertensión y la diabetes en las personas. Sin embargo, a pesar de su importancia, se sabía muy poco sobre su estructura y su funcionamiento. Los investigadores, que contaron con el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos EXCHANGE, determinaron el aspecto del NHA2 y su mecanismo de adaptación a la membrana. La nueva información obtenida sobre este mecanismo biológico clave podría llevar al desarrollo de nuevos fármacos contra las dos enfermedades ya mencionadas. Los hallazgos de los científicos se describen en un artículo publicado en la revista «Nature Structural & Molecular Biology». Para lograr dichos resultados, el equipo de investigación combinó la electrofisiología, la bioquímica, las simulaciones de dinámica molecular, la espectroscopia de masas nativa y la criomicroscopia electrónica. Tal y como se explica en una noticia publicada en el sitio web de la Universidad de Estocolmo (Suecia), entidad coordinadora del proyecto EXCHANGE, esta combinación dio lugar al descubrimiento de la estructura del NHA2. También permitió a los investigadores determinar cómo se autoorganiza la proteína en presencia de un lípido específico, a fin de ser más activa.
Una hélice adicional
El NHA2 se compone de catorce segmentos transmembranarios, en lugar de los trece observados anteriormente en NHE conexos de mamíferos y bacterias. «La hélice adicional con un extremo amínico del NHA2 forma una interfaz homodimérica única con un gran espacio intracelular entre los protómeros, que se cierra en presencia de lípidos fosfoinositidos», afirman los autores del estudio. Además, añaden que esta hélice adicional con extremo amínico sirve de interruptor de remodelación lipídica, el cual regula la actividad del NHA2. «Estos hallazgos desvelan la adaptación única de un transportador de sales a un entorno membranoso con importantes ramificaciones fisiológicas», se explica en la noticia. El catedrático David Drew, de la Universidad de Estocolmo, dirigió los trabajos financiados en el marco del proyecto EXCHANGE (Dynamic Complexes and Allosteric Regulation of Small Molecule Transporters). El proyecto, de 5 años de duración, finalizará en mayo de 2024. Para más información, consulte: Proyecto EXCHANGE
Palabras clave
EXCHANGE, NHA2, sal, célula, hidrógeno, protones, sodio, intercambiador de sodio-protones, intercambiador Na+/H+, NHE, proteína, diabetes, hipertensión
