Efecto de mutaciones sobre la estructura-función de la proteína Fenilalanina Hidroxilasa mecanismos moleculares responsables de la respuesta a Tetrahidrobiopterina en Fenilcetonuria

Resumen

En este estudio se han realizado análisis de expresión de mutaciones causantes de fenilcetonuria (PKU) con el fin de caracterizar sus efectos sobre el plegamiento, la estabilidad y la función de la proteína PAH. Los resultados obtenidos han permitido profundizar en la correlación genotipo-fenotipo y en los mecanismos responsables de la respuesta al tratamiento con el cofactor (BH4) en PKU. Las mutaciones PKU han sido expresadas en E.coli como proteínas de fusión MBP-PAH, determinándose los niveles de proteína y actividad PAH en extractos solubles, y el estado de oligomerización y la estabilidad térmica de las proteínas usando MBP-PAH purificadas. También se ha determinado la velocidad de degradación de las proteínas PAH expresadas en un sistema libre de células, mediante experimentos de pulso-caza. Las mutaciones analizadas pueden clasificarse en dos grupos: 1) mutaciones estructurales, que afectan al plegamiento y estabilidad de la proteína, y se caracterizan por presentar un descenso en los niveles de proteína PAH solubles, de formas oligoméricas funcionales (tetrámeros y dímeros) y una menor estabilidad térmica. Para estas mutaciones también se ha observado una velocidad de degradación proteolítica acelerada, según experimentos de pulso-caza. La coexpresión de chaperoninas bacterianas GroEL y GroES (condiciones permisivas) incrementa la actividad PAH residual para la mayoria de estas mutaciones, confirmando el efecto sobre el plegamiento de la PAH. La actividad PAH residual para la mayor parte de estas mutaciones se correlaciona adecuadamente con el fenotipo metabólico en pacientes, y cuando se observan inconsistencias en la correlación genotipo-fenotipo en pacientes para algunas de ellas, la potencial modulación observada en condiciones permisivas permite sugerir que diferencias individuales en el control de calidad proteico celular (chaperonas y sistemas proteolíticos) podrían explicar estas inconsistenci