Posttranslational modifications of endosomal GTPases: implications in intracellular localization and traffic

Abstract

Las GTPasas de bajo peso molecular ejercen diversas funciones celulares desde localizaciones de membrana específicas. Entre los factores que las regulan, la modificación en secuencias C terminales juegan un papel crucial, aunque la participación de la lipidación y su interacción con otros determinantes estructurales en la localización subcelular de las GTPasas no ha sido completamente dilucidado.Por ello, en esta tesis se analizó el papel de las modificaciones lipídicas en residuos de cisteína de RhoB y de su motivo de lipidación CINCCKVL sobre su tráfico intracelular. Mediante observación por microscopía láser confocal y de superresolución, se determinó que quimeras fluorescentes de RhoB y CINCCKVL aparecen en compartimentos endolisosomales, concretamente en vesículas intraluminales de cuerpos multivesiculares. Mutantes no susceptibles de modificación reflejaron que esta localización subcelular depende de la isoprenilación y palmitoilación en cisteínas C terminales. Además, la localización de proteínas CINCCKVL está conservada en células de diversos organismos modelo, incluidos modelos de hongo, insecto, anfibio y mamífero.Se exploró también el posible papel de maquinarias moleculares clave, tales como los complejos ESCRT o la dinámica lipídica, en la localización de RhoB y CINCCKVL. Silenciar componentes ESCRT mediante RNA de interferencia disminuye la localización de la proteína RhoB completa en endolisosomas, pero no así la de CINCCKVL. Además, compuestos que perturban la dinámica lipídica de endosomas tardíos alteran diferencialmente la localización endolisosomal de quimeras de RhoB o CINCCKVL. Por tanto, la localización de RhoB completa y de CINCCKVL podría regularse por diferentes maquinarias de tráfico subcelular.La localización subcelular de GTPasas endosomales podría alterarse en situaciones patológicas como enfermedades genéticas, tal como reflejaron estudios en células de pacientes con enfermedades lisosomales transfectadas con RhoB o CINCCKVL. Además, lípidos electrófilos de estructura variada que aparecen durante procesos que cursan con generación de especies reactivas pueden modificar las cisteínas de palmitoilación de las GTPasas pequeñas RhoB y HRas in vitro.Las diversas técnicas empleadas han servido para caracterizar los motivos estructurales de GTPasas pequeñas que son susceptibles de modificaciones y que pueden repercutir en la actividad o localización de dichas proteínas.