Proteínas AAA

Las proteínas AAA ( ATPasas A asociadas con diversas actividades celulares ) ( también conocidas como ATPasas triple A) son un gran grupo de proteínas que comparten un módulo conservado común de aproximadamente 230 residuos de aminoácidos . Se trata de una familia de proteínas grande y funcionalmente diversa que pertenece a la superfamilia de proteínas AAA+ de NTPasas con bucle P en forma de anillo , las cuales ejercen su actividad mediante la remodelación o translocación de macromoléculas dependiente de energía . ^{[ 2 ] [ 3 ]}

Las proteínas AAA acoplan la energía química proporcionada por la hidrólisis del ATP a cambios conformacionales que se transducen en fuerza mecánica ejercida sobre un sustrato macromolecular . ^{[ 4 ]}

Las proteínas AAA son funcional y organizativamente diversas, y varían en actividad, estabilidad y mecanismo. ^{[ 4 ]} Los miembros de la familia AAA se encuentran en todos los organismos ^{[ 5 ]} y son esenciales para muchas funciones celulares. Están involucradas en procesos como la replicación del ADN , la degradación de proteínas , la fusión de membranas , la fragmentación de microtúbulos , la biogénesis de peroxisomas , la transducción de señales y la regulación de la expresión génica .

Las proteínas AAA contienen dos dominios, un dominio alfa/beta N-terminal que se une a los nucleótidos y los hidroliza (un pliegue de Rossmann ) y un dominio alfa-helicoidal C-terminal . ^{[ 5 ]} El dominio N-terminal tiene una longitud de 200-250 aminoácidos y contiene motivos Walker A y Walker B , ^{[ 5 ]} y es común con otras NTPasas de bucle P, la superfamilia que incluye la familia AAA. ^{[ 6 ]} La mayoría de las proteínas AAA tienen dominios adicionales que se utilizan para la oligomerización , la unión al sustrato y/o la regulación. Estos dominios pueden estar en el extremo N- o C-terminal del módulo AAA.

Las ATPasas AAA se ensamblan en complejos oligoméricos (a menudo homohexámeros) que forman una estructura anular con un poro central. Estas proteínas producen un motor molecular que acopla la unión e hidrólisis del ATP a cambios en los estados conformacionales que pueden propagarse a través del complejo para actuar sobre un sustrato diana, ya sea translocándolo o remodelándolo. ^{[ 7 ]}

El poro central podría estar implicado en el procesamiento del sustrato. En la configuración hexamérica, el sitio de unión del ATP se sitúa en la interfaz entre las subunidades. Tras la unión e hidrólisis del ATP, las enzimas AAA experimentan cambios conformacionales tanto en los dominios AAA como en los dominios N. Estos movimientos pueden transmitirse a la proteína sustrato.

Se propone que la hidrólisis de ATP por las ATPasas AAA implica un ataque nucleofílico sobre el fosfato gamma del ATP por una molécula de agua activada, lo que provoca el movimiento relativo de los subdominios AAA N-terminal y C-terminal. Este movimiento permite la generación de fuerza mecánica, amplificada por otros dominios ATPasa dentro de la misma estructura oligomérica. Los dominios adicionales de la proteína permiten la regulación o la dirección de la fuerza hacia diferentes objetivos. ^{[ 6 ]}

Las proteínas AAA no se limitan a los eucariotas . Los procariotas poseen AAA que combinan actividad chaperona con actividad proteolítica , por ejemplo, en el complejo ClpAPS, que media la degradación y el reconocimiento de proteínas en E. coli . Se cree que el reconocimiento básico de proteínas por las AAA ocurre a través de dominios proteicos desplegados en la proteína sustrato. En HslU, un homólogo bacteriano de ClpX/ClpY de la familia HSP100 de proteínas AAA, los subdominios N- y C-terminales se acercan entre sí cuando se unen y se hidrolizan nucleótidos. Los dominios terminales están más distantes en el estado libre de nucleótidos y más cerca en el estado unido a ADP. De este modo, se ve afectada la apertura de la cavidad central.

Las proteínas AAA participan en la degradación de proteínas , la fusión de membranas , la replicación del ADN , la dinámica de los microtúbulos , el transporte intracelular, la activación transcripcional, el replegamiento de proteínas, el desensamblaje de complejos proteicos y agregados proteicos . ^{[ 5 ] [ 8 ]}

• Snider J, Houry WA (febrero de 2008). " Proteínas AAA+: diversidad en la función, similitud en la estructura". Biochemical Society Transactions . 36 (Pt 1): 72–77 . doi : 10.1042/BST0360072 . PMID 18208389. S2CID 13407283 .  
• White SR, Lauring B (diciembre de 2007). "ATPasas AAA+: logrando diversidad de funciones con maquinaria conservada" . Traffic . 8 ( 12): 1657– 1667. doi : 10.1111/j.1600-0854.2007.00642.x . PMID 17897320. S2CID 29221806 .