Análisis estructural y funcional de las metalotionienas y sus implicaciones en los procesos de regulación y detoxificación de metales pesados

Abstract

Las metalotioneínas (MTs) son un grupo de proteínas de bajo peso molecular y alto contenido en cisteínas, con alta capacidad de unión a metales pesados e involucradas en los procesos de homeostasis y decodificación de metales pesados. Debido a la ausencia de actividad enzimática conocida de estas proteínas en el organismo su detección y cualificación se ven dificultadas. Este hecho ha derivado en que la mayoría de los métodos propuestos se basen en su cualificación de un modo indirecto. En este trabajo proponemos un nuevo método de cualificación de las MTs que consiste en determinar por Polarografía de Pulso Diferencial la concentración de Cd unido a MT. Mediante el empleo de técnicas cromatográficas se han purificado las MTs del molusco marino L.littorea. La proteína purificada ha sido identificada por MS como una proteína de 100 aminoácidos, este tamaño es mayor que la mayoría de MTs y es debido a la existencia de una duplicación de 31 aminoácidos. Mediante un análisis de modelado estructural se ha determinado que la proteína posee una estructura no globular compuesta de dos dominios: alfa y beta. Esta proteína es capaz de unir entre 7 y 11 átomos de metales pesados. Por DPPASV se ha determinado que la estabilidad de formación del complejo Cd-MT es alta (K' = 1,17 10(8) M-1 cm3 a 25ºC y pH 8). Los resultados de un análisis in vivo muestran como L.littorea se produce una acumulación de Cd. El proceso es lineal con respecto al tiempo y dependiente de la concentración de Cd en el medio. Además, el proceso de acumulación está asociado a una inducción de la proteína MT. En los individuos tratados con Cd hemos observado como, paralelamente, se produce una redistribución del metal esencial Zn. Se ha realizado, también, un análisis de inducción a nivel de mRNA de MT y de otros 13 genes. Los perfiles de expresión muestran dinámicas diversas, pero en todos los casos los cambios significativos son debidos a una ind