Las proteínas ancladas en lípidos o proteínas unidas a lípidos son proteínas de la membrana celular unidas covalentemente a los lípidos de la membrana celular . Estos lípidos se insertan en la membrana al lado de las colas de ácidos grasos . Las proteínas ancladas en lípidos se pueden ubicar a ambos lados de la membrana celular. Así, el lípido sirve como una especie de ancla que ancla la proteína cerca de la membrana celular [1] [2] .
Los grupos de lípidos asociados a proteínas pueden participar en interacciones proteína-proteína y afectar el funcionamiento de las proteínas que están unidas a ellos [2] [3] . Por ejemplo, los grupos de lípidos pueden desempeñar un papel importante en el aumento de la hidrofobicidad de una molécula . Esto asegura la capacidad de las proteínas ancladas para interactuar con la membrana celular y los dominios proteicos [4] .
Hay tres tipos de proteínas ancladas en lípidos:
Varios grupos de lípidos se pueden unir covalentemente a una proteína, pero la ubicación en la que una proteína se une a un lípido depende tanto del lípido como de la propia proteína [2] .
Como sugiere el nombre, las proteínas preniladas están unidas covalentemente a polímeros hidrófobos de isopreno (es decir, un hidrocarburo ramificado de cinco carbonos [5] ) a través de residuos de aminoácidos de cisteína [2] [3] . Los grupos isoprenoides, generalmente farnesilo (15 carbonos) y geranilgeranilo (20 carbonos ), se unen a la proteína a través de enlaces tioéter a residuos de cisteína cerca del extremo C-terminal de la proteína [3] [4] . La prenilación de proteínas facilita su interacción con la membrana celular [1] .
El motivo de prenilación conocido como caja CAAX es el sitio de prenilación de proteínas más popular, es decir, el sitio al que se une covalentemente farnesilo o geranilgeranilo [2] [3] . En el cuadro CAAX, C es el residuo de cisteína prenilada, A es el residuo de aminoácido alifático y X determina qué tipo de prenilación tendrá lugar. Si X es Ala , Met , Ser o Gln , entonces la proteína será farnesilada por la enzima farnesiltransferasa , y si X es Leu , entonces la proteína será geranilgeraniltransferasa I [3] [4] . Estas enzimas son similares y ambas constan de dos subunidades [6] .
Las proteínas preniladas son muy importantes para el crecimiento , la diferenciación y la morfología de las células eucariotas [6] . Además, la prenilación es una modificación postraduccional reversible . La interacción dinámica de las proteínas preniladas con la membrana celular es esencial para su participación en la transducción de señales y, a menudo, se altera en enfermedades como el cáncer [7] . Por ejemplo, Ras es una proteína que sufre prenilación por la farnesil transferasa y, cuando está en su estado activo, puede activar genes implicados en el crecimiento y la diferenciación celular. Por lo tanto, la actividad excesiva de Ras puede provocar cáncer [8] . El estudio del mecanismo de acción de las proteínas preniladas es importante para el desarrollo de fármacos contra el cáncer [9] . Las proteínas preniladas también incluyen miembros de las familias de proteínas Rab y Rho , así como laminas [6] .
Algunos grupos prenilo implicados en la vía de la HGM-CoA reductasa [1] -geranilgeraniol , farnesol y dolicol- en forma asociada con pirofosfato participan en reacciones de condensación aceleradas por enzimas como la preniltransferasa , y eventualmente forman ciclos con el formación de colesterol [2] .
Las proteínas aciladas con ácidos grasos son proteínas que han sufrido modificaciones postraduccionales y se unen covalentemente a ácidos grasos en ciertos residuos de aminoácidos [10] [11] . Los ácidos grasos más comúnmente asociados con las proteínas son el ácido mirístico saturado de 14 carbonos y el ácido palmítico de 16 carbonos . Las proteínas se pueden asociar con uno de estos ácidos grasos o con dos [10] .
La N -miristoilación (es decir, la adición de ácido mirístico) es una modificación proteica generalmente irreversible que generalmente ocurre durante la síntesis de proteínas [10] [12] y es la adición de ácido mirístico al grupo amino α del residuo terminal de glicina a través de un péptido bono [ 2] [11] . Esta reacción es acelerada por la enzima N-miristoiltransferasa . Las proteínas sometidas a N -miristoilación comienzan con Met - Gly y tienen serina o treonina en la posición 5 [10] . Las proteínas miristoiladas participan en la transducción de señales, las interacciones proteína-proteína y los mecanismos que regulan la orientación y la función de otras proteínas [12] . Por ejemplo, la miristoilación de la proteína Bid es importante para la regulación de la apoptosis : la Bid miristoilada se dirige a la mitocondria y provoca la liberación de citocromo c desde allí , lo que finalmente conduce a la apoptosis. Otras proteínas miristoiladas implicadas en la regulación de la apoptosis son la actina y la gelsolina [13] .
La S -palmitoilación (es decir, la adición de ácido palmítico) es una modificación proteica reversible en la que el ácido palmítico se une a un residuo de cisteína específico a través de un enlace tioéter [2] [10] . Cuando se unen ácidos grasos medianos a largos a proteínas palmitoiladas, se puede usar el término S -acilación. No se ha determinado una secuencia de consenso para la palmitoilación [10] . Las proteínas palmitoladas se encuentran principalmente en el lado citoplásmico de la membrana celular, donde participan en la transducción de señales [2] . El grupo palmitoilo puede eliminarse mediante enzimas palmitoiltioesterasa. Se supone que la palmitoilación reversible puede regular la interacción de la proteína con la membrana celular y así participar en la transducción de señales. Además, se puede utilizar para regular la localización, la estabilidad y el recambio de proteínas intracelulares [14] . Por ejemplo, en la sinapsis , la palmitoilación de proteínas juega un papel clave en la transducción de señales al regular la agrupación de proteínas. Cuando la proteína PSD-95 se palmitoila, se une a la membrana y puede unirse y agrupar canales iónicos en la membrana postsináptica . Por lo tanto, la palmitoilación puede desempeñar un papel en la regulación de la liberación de neurotransmisores [15] .
Las proteínas GPI se unen al complejo GPI a través de un enlace peptídico del grupo carboxilo C-terminal de la proteína [16] . La proteína GPI consta de varios componentes relacionados: fosfoetanolamina , un tetrasacárido lineal (que consta de tres residuos de manosa y uno de glucosaminilo) y fosfatidilinositol [17] . El fosfatidilinositol está unido por un enlace glucosídico al tetrasacárido de glucosamina no N-acetilado . Se forma un enlace fosfodiéster entre la manosa en el extremo no reductor del tetrasacárido y la fosfoetanolamina . La fosfoetanolamina se une además al extremo C de la proteína correspondiente mediante un enlace peptídico [2] . La unión de proteínas al complejo GPI está mediada por el complejo enzimático GPI-transamidasa [17] . Los ácidos grasos de fosfatidilinositol se insertan en la membrana y anclan la proteína [16] . Las proteínas GPI están ubicadas solo en el lado externo de la membrana celular [2] .
Los residuos de azúcar en el tetrasacárido y los residuos de ácidos grasos del fosfatidilinositol varían de una proteína a otra [2] . Debido a esta diversidad, las proteínas GPI pueden realizar una amplia variedad de funciones: actuar como enzimas hidrolíticas , moléculas de adhesión , receptores , inhibidores de proteasas [18] . Además, las proteínas GPI desempeñan funciones importantes en la embriogénesis , el desarrollo, la neurogénesis , el funcionamiento del sistema inmunitario y la fecundación [16] . Por ejemplo, la proteína GPI IZUMO1R/JUNO, llamada así por la antigua diosa romana de la fertilidad y ubicada en la membrana del óvulo , es necesaria para la fusión del óvulo y el espermatozoide . Sin esta proteína, el óvulo y el espermatozoide no pueden fusionarse, por lo que su desaparición después de la fecundación puede ser uno de los mecanismos que protegen contra la polispermia [19] . Otras proteínas GPI están implicadas en la asociación de microdominios de membrana , la homodimerización transitoria y la clasificación apical en células polarizadas [16] .
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