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Proteína transportadora de aniones de banda 3

La proteína transportadora de aniones de banda 3 , también conocida como intercambiador de aniones 1 ( AE1 ) o miembro 1 de la familia 4 de transportadores de solutos de banda 3...

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La proteína transportadora de aniones de banda 3 , también conocida como intercambiador de aniones 1 ( AE1 ) o miembro 1 de la familia 4 de transportadores de solutos de banda 3 (SLC4A1), es una proteína codificada por el gen SLC4A1 en humanos.

La proteína transportadora de aniones de banda 3 es una proteína transportadora conservada filogenéticamente responsable de mediar el intercambio de cloruro (Cl − ) con bicarbonato ( HCO − 3 ) a través de las membranas plasmáticas . Los miembros funcionalmente similares del clado AE son AE2 y AE3 . [ 5 ]

Función

La banda 3 está presente en la cara basolateral de las células α-intercaladas de los conductos colectores de la nefrona , que son las principales células secretoras de ácido del riñón. Generan iones de hidrógeno e iones de bicarbonato a partir de dióxido de carbono y agua, una reacción catalizada por la anhidrasa carbónica . Los iones de hidrógeno son bombeados al túbulo del conducto colector por la H + ATPasa vacuolar , la bomba de protones apical , que de esta manera excreta ácido en la orina . kAE1, la isoforma renal de AE1, intercambia bicarbonato por cloruro en la superficie basolateral, devolviendo esencialmente el bicarbonato a la sangre. Aquí realiza dos funciones:

  • El intercambio electroneutral de cloruro y bicarbonato a través de la membrana plasmática se produce en una proporción de uno a uno. Esto es crucial para la captación de CO₂ por el glóbulo rojo y su conversión (mediante hidratación catalizada por la anhidrasa carbónica ) en un protón y un ion bicarbonato . El bicarbonato se excreta posteriormente de la célula (a cambio de un cloruro) a través de la proteína banda 3.
  • La unión física de la membrana plasmática al esqueleto de membrana subyacente (mediante la unión con la anquirina y la proteína 4.2 ) parece tener como función prevenir la pérdida de la superficie de la membrana, más que estar relacionada con el ensamblaje del esqueleto de membrana.

Distribución

Es omnipresente en todos los vertebrados . En los mamíferos , está presente en dos sitios específicos:

productos genéticos

Las formas de los eritrocitos y los riñones son isoformas diferentes de la misma proteína . [ 6 ]

La isoforma eritrocitaria de AE1, conocida como eAE1, está compuesta por 911 aminoácidos. eAE1 es un componente estructural importante de la membrana celular del eritrocito, constituyendo hasta el 25 % de la superficie de la membrana celular. [ 7 ] Cada glóbulo rojo contiene aproximadamente un millón de copias de eAE1.

La isoforma renal de AE1, conocida como kAE1 (que es 65 aminoácidos más corta que la AE1 eritroide), se encuentra en la membrana basolateral de las células alfa-intercaladas en el conducto colector cortical y el conducto colector medular del riñón. [ 8 ]

Importancia clínica

Es una proteína importante de la membrana celular para las interacciones entre los glóbulos rojos (GR) y Plasmodium falciparum durante la infección por malaria , [ 7 ] [ 9 ] particularmente para cepas de P. falciparum que no presentan dependencia del ácido siálico para la invasión de los GR. [ 10 ] Es la proteína más abundante en la membrana celular de los GR. [ 7 ]

Las mutaciones del gen AE1 renal causan acidosis tubular renal distal (tipo 1) , que consiste en la incapacidad de acidificar la orina, incluso si la sangre es demasiado ácida . Estas mutaciones son patógenas porque provocan una localización incorrecta de las proteínas mutantes de la banda 3, de modo que se retienen dentro de la célula o, en ocasiones, se dirigen a la superficie incorrecta (es decir, apical).

Las mutaciones del gen eritroide AE1 que afectan a los dominios extracelulares de la molécula pueden causar alteraciones en el grupo sanguíneo del individuo, ya que la banda 3 determina el sistema de antígenos Diego ( grupo sanguíneo ).

Más importante aún, las mutaciones eritroides AE1 causan entre el 15 y el 25 % de los casos de esferocitosis hereditaria (un trastorno asociado con la pérdida progresiva de la membrana de los glóbulos rojos), y también causan las afecciones hereditarias de estomatocitosis hereditaria [ 11 ] y ovalocitosis del sudeste asiático . [ 12 ]

Interacciones

Se ha demostrado que la banda 3 interactúa con CA2 [ 13 ] [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] y CA4 . [ 17 ]

Descubrimiento

AE1 se descubrió mediante electroforesis en gel de poliacrilamida con dodecilsulfato de sodio ( SDS-PAGE ) de la membrana celular de los eritrocitos . La gran tercera banda en el gel de electroforesis representaba a AE1, por lo que inicialmente se denominó «Banda 3». [ 18 ]

Véase también

Referencias

  1. 1 2 3 GRCh38: Versión 89 de Ensembl: ENSG00000004939 – Ensembl , mayo de 2017
  2. 1 2 3 GRCm38: Versión 89 de Ensembl: ENSMUSG00000006574 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ↑ "Referencia humana de PubMed:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ↑ "Referencia de PubMed sobre el ratón:" . Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE . UU .
  5. ↑ Alper SL (2009). "Fisiología molecular y genética de los intercambiadores de aniones SLC4 independientes de Na+" . Journal of Experimental Biology . 212 (11): 1672– 1683. Bibcode : 2009JExpB.212.1672A . doi : 10.1242/jeb.029454 . PMC 2683012. PMID 19448077 .  
  6. ↑ Schlüter K, Drenckhahn D (agosto de 1986). "Co-agrupación de hemoglobina desnaturalizada con banda 3: su papel en la unión de autoanticuerpos contra la banda 3 a eritrocitos anormales y envejecidos" . Proc . Natl. Acad. Sci. USA . 83 (16): 6137– 6141. Bibcode : 1986PNAS...83.6137S . doi : 10.1073/pnas.83.16.6137 . PMC 386454. PMID 3461480 .  
  7. 1 2 3 Molina-Franky J, Elkin Patarroyo M, Kalkum M, Patarrollo MA (2022). "La interacción celular y molecular entre eritrocitos y merozoitos de Plasmodium falciparum " . Frontiers in Cellular and Infection Microbiology . 12 816574. doi : 10.3389/fcimb.2022.816574 . PMC 9008539. PMID 35433504 .  
  8. ↑ Jennings ML (2021). "Fisiología celular y mecanismo molecular del transporte de aniones por la banda 3/AE1 de los eritrocitos" . American Journal of Physiology-Cell Physiology . 321 (6). doi : 10.1152/ajpcell.00275.2021 . PMC 8714990. PMID 34669510 .  
  9. ↑ Goel VK, Li X, Chen H, Liu SC, Chishti AH, Oh SS (2003). "Band 3 is a host receptor binding merozoite surface protein 1 during the Plasmodium falciparum invasion of erythrocytes" . Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America . 100 (9): 5164– 5169. doi : 10.1073 / pnas.0834959100 . PMC 154316. PMID 12692305 .  
  10. ^ Baldwin M, Yamodo I, Ranjan R, Li X, Mines G, Marinkovic M, et al. (2014). "La banda 3 de eritrocitos humanos funciona como un receptor para la invasión independiente del ácido siálico de Plasmodium falciparum . Papel del complejo RhopH3-MSP1" . Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Investigación de células moleculares . 1843 (12): 2855– 2870. doi : 10.1016/j.bbamcr.2014.08.008 . PMC 4198471 . PMID 25157665 .   
  11. ↑ Bruce LJ, Robinson HC, Guizouarn H, Borgese F, Harrison P, King MJ, et al. (2005). "Fugas de cationes monovalentes en eritrocitos humanos causadas por sustituciones de aminoácidos individuales en el dominio de transporte del intercambiador de cloruro-bicarbonato de banda 3, AE1". Nat . Genet . 37 (11): 1258– 1263. doi : 10.1038/ng1656 . PMID 16227998. S2CID 23554234 .   
  12. ↑ Jarolim P, Palek J, Amato D, Hassan K, Sapak P, Nurse GT, et al. (1991). "Deleción en el gen de la banda 3 de los eritrocitos en la ovalocitosis resistente a la malaria del sudeste asiático" . Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 88 (24): 11022– 11026. Bibcode : 1991PNAS...8811022J . doi : 10.1073/ pnas.88.24.11022 . PMC 53065. PMID 1722314 .   
  13. ↑ Sterling D, Reithmeier RA, Casey JR (dic. 2001). "Un metabolón de transporte. Interacción funcional de la anhidrasa carbónica II y los intercambiadores de cloruro/bicarbonato" . J. Biol. Chem . 276 (51): 47886–47894 . doi : 10.1074/jbc.M105959200 . PMID 11606574 . 
  14. ↑ Vince JW, Reithmeier RA (octubre de 1998). "La anhidrasa carbónica II se une al extremo carboxilo de la banda 3 humana, el intercambiador Cl − /HCO 3 − del eritrocito" . J. Biol. Chem . 273 (43): 28430– 28437. doi : 10.1074/jbc.273.43.28430 . PMID 9774471 . 
  15. ↑ Vince JW, Carlsson U, Reithmeier RA (noviembre de 2000). "Localización del sitio de unión del intercambiador de aniones Cl − /HCO 3 − en la región amino-terminal de la anhidrasa carbónica II". Biochemistry . 39 (44): 13344– 13349. doi : 10.1021/bi0015111 . PMID 11063570 . 
  16. ↑ Vince JW, Reithmeier RA (mayo de 2000). "Identificación del sitio de unión de la anhidrasa carbónica II en el intercambiador de aniones Cl − /HCO 3 − AE1". Biochemistry . 39 (18): 5527– 5533. doi : 10.1021/bi992564p . PMID 10820026 . 
  17. ↑ Sterling D, Alvarez BV, Casey JR (julio de 2002). "El componente extracelular de un metabolón de transporte. El bucle extracelular 4 del intercambiador humano AE1 Cl − /HCO 3 − se une a la anhidrasa carbónica IV" . J. Biol. Chem . 277 (28): 25239– 25246. doi : 10.1074/jbc.M202562200 . PMID 11994299 . 
  18. ↑ Alberts B, Johnson A, Lewis J, Raff M, Roberts K, Walter P (2002). Biología molecular de la célula (Cuarta ed.). Garland Science. pág. 604. ISBN   0815332181.

Lecturas adicionales

  • Tanner MJ (1993). "Biología molecular y celular del intercambiador de aniones del eritrocito (AE1)". Semin. Hematol . 30 (1): 34– 57. PMID 8434259 . 
  • Chambers EJ, Askin D, Bloomberg GB, Ring SM, Tanner MJ (1998). "Estudios sobre la estructura de una región transmembrana y un bucle citoplasmático del intercambiador de aniones de glóbulos rojos humanos (banda 3, AE1)". Biochem. Soc. Trans . 26 (3): 516– 520. doi : 10.1042/bst0260516 . PMID 9765907 . 
  • Inaba M (2002). "[Banda 3: ampliando el conocimiento sobre sus funciones]". Seikagaku . 73 (12): 1431– 1435. PMID 11831035 . 
  • Tanner MJ (2002). "Intercambiador de aniones de banda 3 y su implicación en trastornos de eritrocitos y riñones". Curr. Opin. Hematol . 9 (2): 133– 139. doi : 10.1097/00062752-200203000-00009 . PMID 11844997 . S2CID 30536102 .  
  • Shayakul C, Alper SL (2004). "Defectos en el procesamiento y transporte del intercambiador AE1 Cl − /HCO 3 − asociados con acidosis tubular renal distal hereditaria". Clin. Exp. Nephrol . 8 (1): 1– 11. doi : 10.1007/s10157-003-0271-x . PMID 15067510 . S2CID 5671983 .