ATPasa Vacuolar
Normalmente pensamos que el pH ácido es nocivo ya que es altamente corrosivo. Sin embargo, si se utiliza de manera controlada, como lo hacen las células, puede resultar benéfico. Por ejemplo, las células del cuerpo utilizan receptores especiales para incorporar lipoproteínas de baja densidad (el llamado LDL) de la sangre, y una vez que están en el interior de la célula dentro de unas vesículas, son liberadas por la acidificación de dicha vesícula. Los lisosomas, organelos celulares encargados de degradar compuestos, poseen un pH ácido que les ayuda a romper moléculas que la célula no requiere. Las células de los huesos usan el ácido para remodelar el tejido óseo según las necesidades de tensión y compactación que tengan. La acidificación de compartimentos celulares también es importante para la glicosilación de proteínas en el Aparato de Golgi, la incorporación de neurotransmisores en las vesículas secretorias, el tráfico de endosomas, entre otros. Virtualmente todos los organismos eucariontes tienen bombas de tipo ATPasa Vacuolar (V-ATPasas) desde insectos y hongos hasta plantas y animales vertebrados. El mal funcionamiento de estas bombas ha sido asociado a enfermedades como la diabetes, osteoporosis, acidosis renal, infertilidad e incluso en algunos casos de sordera.
Una de las formas en que la célula puede controlar el nivel de acidez es mediante el uso de bombas que incrementan la concentración de protones (H+) en un extremo de la membrana. La V-ATPasa es una bomba de protones que usa la energía del ATP para movilizar protones a través de la membrana mediante un mecanismo inverso al que usa la ATPsintasa para generar ATP durante la fosforilación oxidativa. Resulta evidente que la célula necesita regular la actividad de estas bombas para que no sobre acidifiquen el compartimiento celular. Sorprendentemente, la V-ATPasa es regulada mediante el desacople del dominio de transporte de portones del dominio de hidrólisis de ATP. Cuando se necesita reactivar a la bomba estas dos partes se acoplan nuevamente.
Imagen tomada de Oot, R.A., et al, 2012
Las V-ATPasas juegan un papel importante en la acidificación de los fagolisosomas (lisosomas unidos a vesículas de fagocitosis) de células del sistema inmune como los macrófagos. Esta acidificación lleva a la activación de enzimas que destruirán al material fagocitado. Existe una bacteria llamada Legionella pneumophila que secreta una proteína denominada SidK capaz de unirse a la V-ATPasa de los macrófagos para evitar la acidificación del fagolisosoma y así poder sobrevivir dentro del macrófago. Esta bacteria será capaz de multiplicarse dentro de fagolisosoma y liberar una población de bacterias con potencial infeccioso.
En el siguiente cuadro puedes ver la estructura tridimensional de la ATPasa vacuolar. Con el mouse puedes rotarla.
BIBLIOGRAFIA
Oot, R. A., Huang, L. S., Berry, E. A., & Wilkens, S. (2012). Crystal structure of the yeast vacuolar ATPase heterotrimeric EGC head peripheral stalk complex. Structure, 20(11), 1881-1892.
Una de las formas en que la célula puede controlar el nivel de acidez es mediante el uso de bombas que incrementan la concentración de protones (H+) en un extremo de la membrana. La V-ATPasa es una bomba de protones que usa la energía del ATP para movilizar protones a través de la membrana mediante un mecanismo inverso al que usa la ATPsintasa para generar ATP durante la fosforilación oxidativa. Resulta evidente que la célula necesita regular la actividad de estas bombas para que no sobre acidifiquen el compartimiento celular. Sorprendentemente, la V-ATPasa es regulada mediante el desacople del dominio de transporte de portones del dominio de hidrólisis de ATP. Cuando se necesita reactivar a la bomba estas dos partes se acoplan nuevamente.
Imagen tomada de Oot, R.A., et al, 2012
Las V-ATPasas juegan un papel importante en la acidificación de los fagolisosomas (lisosomas unidos a vesículas de fagocitosis) de células del sistema inmune como los macrófagos. Esta acidificación lleva a la activación de enzimas que destruirán al material fagocitado. Existe una bacteria llamada Legionella pneumophila que secreta una proteína denominada SidK capaz de unirse a la V-ATPasa de los macrófagos para evitar la acidificación del fagolisosoma y así poder sobrevivir dentro del macrófago. Esta bacteria será capaz de multiplicarse dentro de fagolisosoma y liberar una población de bacterias con potencial infeccioso.
En el siguiente cuadro puedes ver la estructura tridimensional de la ATPasa vacuolar. Con el mouse puedes rotarla.
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BIBLIOGRAFIA
Oot, R. A., Huang, L. S., Berry, E. A., & Wilkens, S. (2012). Crystal structure of the yeast vacuolar ATPase heterotrimeric EGC head peripheral stalk complex. Structure, 20(11), 1881-1892.