Hispanopedia Wiki
Articulo de referencia

Cristalina

Estructura cristalina de la delta 1 cristalina del pato, basada en el archivo PDB 1HY0. En anatomía , la cristalina es una proteína estructural soluble en agua que se encuentra ...

Hispanopedia WikiContenido en espanolLectura gratuita
Estructura cristalina de la delta 1 cristalina del pato, basada en el archivo PDB 1HY0.

En anatomía , la cristalina es una proteína estructural soluble en agua que se encuentra en el cristalino y la córnea del ojo y que es responsable de la transparencia de la estructura. [ 1 ] También se ha identificado en otros lugares, como el corazón, y en tumores agresivos de cáncer de mama. [ 2 ] [ 3 ] Los orígenes físicos de la transparencia del cristalino y su relación con las cataratas son un área activa de investigación. [ 4 ] Dado que se ha demostrado que la lesión del cristalino puede promover la regeneración nerviosa, [ 5 ] la cristalina ha sido un área de investigación neuronal. Hasta el momento, se ha demostrado que la cristalina β b2 (crybb2) puede ser un factor promotor de neuritas . [ 6 ]

Función

La función principal de las cristalinas, al menos en el cristalino del ojo, es probablemente aumentar el índice de refracción sin obstruir la luz. Sin embargo, esta no es su única función. Se ha demostrado que las cristalinas pueden tener diversas funciones metabólicas y reguladoras, tanto en el cristalino como en otras partes del cuerpo. [ 7 ] Se han caracterizado más proteínas que contienen dominios de βγ-cristalina como proteínas de unión al calcio con un motivo de llave griega como un nuevo motivo de unión al calcio. [ 8 ]

Actividad y evolución enzimática

Los grupos de genes de cristalina humana se encuentran en los cromosomas 2 y 22. [ 9 ]

Algunas cristalinas son enzimas activas , mientras que otras carecen de actividad pero muestran homología con otras enzimas. [ 10 ] [ 11 ] Las cristalinas de diferentes grupos de organismos están relacionadas con un gran número de proteínas diferentes, con las de aves y reptiles relacionadas con la lactato deshidrogenasa y la argininosuccinato liasa , las de mamíferos con la alcohol deshidrogenasa y la quinona reductasa , y las de cefalópodos con la glutatión S-transferasa y la aldehído deshidrogenasa . Estas enzimas particulares o algunas formas mutadas resultaron ser transparentes y altamente solubles y, por lo tanto, material de construcción potencial para los cristales animales. [ 12 ] La incorporación de una proteína que originalmente evolucionó con una función para cumplir una segunda función no relacionada es un ejemplo de exaptación . [ 13 ]

Si bien las cristalinas parecen haber evolucionado a partir de enzimas, la mayoría de las copias en el genoma humano han surgido de duplicaciones genéticas . En particular, existen dos grupos de genes en el genoma humano, uno en el cromosoma 2 y otro en el cromosoma 22. [ 14 ]

Clasificación

Las cristalinas del cristalino de los vertebrados se clasifican en tres tipos principales: cristalinas alfa, beta y gamma. Estas distinciones se basan en el orden en que eluyen de una columna de cromatografía de filtración en gel . También se las denomina cristalinas ubicuas. Las cristalinas beta y gamma (como CRYGC ) son similares en secuencia, estructura y topología de dominios, por lo que se han agrupado en una superfamilia de proteínas llamada βγ-cristalinas. La familia de las α-cristalinas y las βγ-cristalinas componen la principal familia de proteínas presentes en el cristalino. Se encuentran en todas las clases de vertebrados (aunque las gamma-cristalinas están presentes en bajas concentraciones o ausentes en los cristalinos de las aves); y la delta-cristalina se encuentra exclusivamente en reptiles y aves. [ 15 ] [ 16 ]

Además de estas cristalinas, existen otras cristalinas específicas de cada taxón que solo se encuentran en el cristalino de algunos organismos; entre ellas se incluyen las cristalinas delta, épsilon, tau e iota. Por ejemplo, las cristalinas alfa, beta y delta se encuentran en los cristalinos de aves y reptiles, mientras que las familias alfa, beta y gamma se encuentran en los cristalinos de todos los demás vertebrados.

Alfa cristalina

La alfa-cristalina se presenta como grandes agregados, compuestos por dos tipos de subunidades relacionadas (A y B) que son muy similares a las proteínas de choque térmico pequeñas (15–30 kDa) ( sHsp ), particularmente en sus mitades C-terminales. La relación entre estas familias es la clásica de duplicación y divergencia génica, a partir de la familia de las HSP pequeñas, lo que permite la adaptación a nuevas funciones. La divergencia probablemente ocurrió antes de la evolución del cristalino, ya que la alfa-cristalina se encuentra en pequeñas cantidades en tejidos fuera del cristalino. [ 15 ]

La alfa-cristalina posee propiedades similares a las de una chaperona , incluyendo la capacidad de prevenir la precipitación de proteínas desnaturalizadas y aumentar la tolerancia celular al estrés. [ 17 ] Se ha sugerido que estas funciones son importantes para el mantenimiento de la transparencia del cristalino y la prevención de cataratas . [ 18 ] Esto se ve respaldado por la observación de que las mutaciones de la alfa-cristalina muestran una asociación con la formación de cataratas .

El dominio N-terminal de la alfa-cristalina no es necesario para la dimerización ni para la actividad de chaperona, pero parece ser necesario para la formación de agregados de orden superior. [ 19 ] [ 20 ]

Cristalina beta y gamma

Las cristalinas beta y gamma forman una familia aparte. [ 21 ] [ 22 ] Estructuralmente, las cristalinas beta y gamma están compuestas por dos dominios similares que, a su vez, están compuestos cada uno por dos motivos similares , conectados por un péptido conector corto . Cada motivo, de aproximadamente cuarenta residuos de aminoácidos, se pliega en un patrón distintivo de llave griega . Sin embargo, las cristalinas beta son oligómeros , compuestos por un grupo complejo de moléculas, mientras que las cristalinas gamma son monómeros más simples . [ 23 ] [ 24 ]

Referencias

  1. ↑ Jester JV (2008). "Cristalinas corneales y el desarrollo de la transparencia celular" . Seminars in Cell & Developmental Biology . 19 (2): 82– 93. doi : 10.1016/j.semcdb.2007.09.015 . PMC 2275913. PMID 17997336 .  
  2. ↑ Lutsch G, Vetter R, Offhauss U, Wieske M, Gröne HJ, Klemenz R, Schimke I, Stahl J, Benndorf R (1997). "Abundancia y localización de las pequeñas proteínas de choque térmico HSP25 y αB-cristalina en el corazón de rata y humano". Circulation . 96 (10): 3466– 3476. doi : 10.1161/01.cir.96.10.3466 . PMID 9396443 . 
  3. ↑ Moyano JV, Evans JR, Chen F, Lu M, Werner ME, Yehiely F, Diaz LK, Turbin D, Karaca G, Wiley E, Nielsen TO, Perou CM, Cryns VL (2005). "La B-cristalina es una nueva oncoproteína que predice un mal resultado clínico en el cáncer de mama" . Journal of Clinical Investigation . 116 (1): 261– 270. doi : 10.1172/JCI25888 . PMC 1323258. PMID 16395408 .  
  4. ^ Panda, Alok Kumar; Nandi, Sandip Kumar; Chakraborty, Ayón; Nagaraj, Ram H.; Biswas, Ashis (1 de enero de 2016). "Papel diferencial de las mutaciones de la arginina en la estructura y funciones de la α-cristalina" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Temas generales . 1860 (1, Parte B): 199– 210. doi : 10.1016/j.bbagen.2015.06.004 . PMC 4914040 . PMID 26080000 .  
  5. ↑ Fischer D, Pavlidis M, Thanos S (2000). "La lesión del cristalino cataratogénica previene la muerte traumática de las células ganglionares y promueve la regeneración axonal tanto in vivo como en cultivo". Investigative Ophthalmology & Visual Science . 41 (12): 3943– 3954. PMID 11053298 . 
  6. ↑ Liedtke T, Schwamborn JC, Schröer U, Thanos S (2007). "Elongación de los axones durante la regeneración implica la cristalina retiniana b2 (crybb2)" . Molecular & Cellular Proteomics . 6 (5): 895– 907. doi : 10.1074/mcp.M600245-MCP200 . PMID 17264069 . 
  7. ^ Bhat SP (2003). "Cristalinas, genes y cataratas". Avances en la investigación de fármacos . Avances en la investigación de medicamentos. Fortschritte der Arzneimittelforschung. Progreso de las Investigaciones Farmacéuticas. vol. 60. págs. 205–262 . doi : 10.1007/978-3-0348-8012-1_7 . ISBN   978-3-0348-9402-9. PMID 12790344 . 
  8. ↑ Betagamma-cristalina Y calcio - Resultado de PubMed
  9. ↑ Wistow, Graeme (1 de diciembre de 2012). "Las familias de genes de cristalina humana" . Human Genomics . 6 (1) 26. doi : 10.1186/1479-7364-6-26 . ISSN 1479-7364 . PMC 3554465. PMID 23199295 .   
  10. ↑ Jörnvall H, Persson B, Du Bois GC, Lavers GC, Chen JH, Gonzalez P, Rao PV, Zigler JS Jr (1993). "Zeta-cristalina versus otros miembros de la superfamilia de la alcohol deshidrogenasa. Variabilidad como característica funcional" . FEBS Letters . 322 (3): 240– 244. Bibcode : 1993FEBSL.322..240J . doi : 10.1016/0014-5793(93)81578-N . PMID 8486156. S2CID 562775 .  
  11. ↑ Rao PV, Krishna CM, Zigler JS Jr (1992). "Identificación y caracterización de la actividad enzimática de la zeta-cristalina del cristalino de cobaya. Una nueva NADPH:quinona oxidorreductasa" . The Journal of Biological Chemistry . 267 (1): 96– 102. doi : 10.1016/S0021-9258(18)48464-5 . PMID 1370456 . 
  12. ↑ Piatigorsky J (1993). "El enigma de la diversidad de cristalinas en los cristales del ojo". Developmental Dynamics . 196 (4): 267– 272. doi : 10.1002/aja.1001960408 . PMID 8219350. S2CID 45840536 .  
  13. ↑ Buss DM, Haselton MG, Shackelford TK, Bleske AL, Wakefield JC (1998). "Adaptaciones, exaptaciones y enjutas". The American Psychologist . 53 (5): 533– 548. doi : 10.1037/0003-066X.53.5.533 . PMID 9612136. S2CID 11128780 .  
  14. ↑ Wistow, Graeme (1 de diciembre de 2012). "Las familias de genes de cristalina humana" . Human Genomics . 6 (1) 26. doi : 10.1186/1479-7364-6-26 . ISSN 1479-7364 . PMC 3554465. PMID 23199295 .   
  15. 1 2 de Jong WW, Bloemendal H, Hendriks W, Mulders JW (1989). "Evolución de las cristalinas del cristalino: la conexión con el estrés". Trends Biochem. Sci . 14 (9): 365– 8. doi : 10.1016/0968-0004(89)90009-1 . PMID 2688200 . 
  16. ↑ Simpson A, Bateman O, Driessen H, Lindley P, Moss D, Mylvaganam S, Narebor E, Slingsby C (1994). "La estructura de la delta-cristalina del cristalino del ojo aviar revela un nuevo plegamiento para una superfamilia de enzimas oligoméricas". Nat. Struct. Biol . 1 (10): 724– 734. doi : 10.1038/nsb1094-724 . PMID 7634077 . S2CID 38532468 .  
  17. ↑ Augusteyn RC (2004). " Alfa-cristalina: una revisión de su estructura y función". Clin Exp Optom . 87 (6): 356– 66. doi : 10.1111/j.1444-0938.2004.tb03095.x . PMID 15575808. S2CID 72202184 .  
  18. ↑ Maulucci G, Papi M, Arcovito G, De Spirito M (2011). "La transición estructural térmica de la α-cristalina inhibe la autoagregación inducida por calor" . PLOS ONE . 6 (5) e18906. Bibcode : 2011PLoSO...618906M . doi : 10.1371/journal.pone.0018906 . PMC 3090392. PMID 21573059 .  
  19. ↑ Augusteyn RC (1998). "Polímeros de alfa-cristalina y polimerización: la perspectiva desde Australia". Int. J. Biol. Macromol . 22 (3): 253– 62. doi : 10.1016/S0141-8130(98)00023-3 . PMID 9650080 . 
  20. ↑ Malfois M, Feil IK, Hendle J, Svergun DI, van Der Zandt H (2001). "Una nueva estructura cuaternaria del dominio alfa-cristalina dimérico con actividad similar a la de una chaperona" . J. Biol. Chem . 276 (15): 12024– 12029. doi : 10.1074/jbc.M010856200 . PMID 11278766 . 
  21. ↑ Wistow G (1990). "Evolución de una superfamilia de proteínas: relaciones entre las cristalinas del cristalino de vertebrados y las proteínas de latencia de microorganismos" . J. Mol. Evol . 30 (2): 140– 145. Bibcode : 1990JMolE..30..140W . doi : 10.1007/BF02099940 . PMID 2107329. S2CID 1411821 .  
  22. ↑ Schoenmakers JG, Lubsen NH, Aarts HJ (1988). "La evolución de las proteínas lenticulares: la superfamilia de genes de beta- y gamma-cristalina" . Prog. Biophys. Mol. Biol . 51 (1): 47– 76. doi : 10.1016/0079-6107(88)90010-7 . PMID 3064189 . 
  23. ↑ Nathaniel Knox Cartwright; Petros Carvounis (2005). Preguntas de respuesta corta para el MRCOphth, Parte 1. Radcliffe Publishing. pág. 80. ISBN  978-1-85775-884-9.
  24. ↑ Ghosh, Kalyan Sundar; Chauhan, Priyanka (2019), "Cristalinas y sus complejos", Complejos proteicos macromoleculares II: Estructura y función , Bioquímica subcelular, vol. 93, Springer International Publishing, pp. 439–460 , doi : 10.1007/978-3-030-28151-9_14 , ISBN   978-3-030-28151-9, PMID 31939160 
  25. ↑ "Uniprot" .

Lecturas adicionales

  • Graw J (1997). "Las cristalinas: genes, proteínas y enfermedades". Química Biológica . 378 (11): 1331– 1348. doi : 10.1515/bchm.1997.378.11.1299 . PMID 9426193 .