Bloque de construcción para una vida más larga
Investigadores de plantas identifican una proteína clave en un mecanismo que controla la vida de las proteínas
Las proteínas son bloques de construcción existenciales de la vida que también tienen numerosas funciones en las plantas. Una célula vegetal media contiene más de 20.000 millones de moléculas de proteínas que mantienen el metabolismo celular y estabilizan su estructura. Investigadores del Centro de Estudios Organísticos de la Universidad de Heidelberg acaban de descubrir un mecanismo celular que prolonga la vida de las proteínas vegetales. Ahora han identificado una proteína clave que regula este mecanismo, que se conoce como acetilación N-terminal.
Imagen simbólica
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La acetilación N-terminal es una etiqueta química que aparece cuando se fabrican las proteínas. Para ello, las plantas adhieren un residuo de ácido acético al principio de la proteína. Este residuo de ácido acético protege a la mayoría de las proteínas de su descomposición por el llamado proteasoma, que actúa como una especie de trituradora molecular. Según los investigadores de Heidelberg, bajo la dirección del Prof. Dr. Rüdiger Hell y el Dr. Markus Wirtz, la proteína clave ahora identificada se conoce como Proteína K Interactora de la Levadura Huntingtina (HYPK). Promueve la acetilación N-terminal, prolongando así la vida de las proteínas vegetales, lo que entre otras cosas es importante para ajustarse a las condiciones ambientales.
Para estudiar las funciones reguladoras de la proteína HYPK, el equipo de Heidelberg utilizó el berro de indias (Arabidopsis thaliana). Esta planta de la familia de las Brassicaceae es un organismo modelo preferido por su genoma bien estudiado. Las investigaciones sobre plantas alteradas genéticamente han demostrado que la vida de las proteínas se reduce cuando la proteína HYPK está ausente y no se produce la acetilación N-terminal. Al mismo tiempo, aumenta la resistencia de la planta a la sequía continua. Rüdiger Hell: "Nuestra investigación actual está dirigida a averiguar cómo se produce esta mejora de la resistencia a la sequía".
En colaboración con investigadores de la Academia China de Ciencias de Pekín (China), bajo la dirección del Prof. Dr. Yonghong Wang, los científicos de Heidelberg también descubrieron que la HYPK desempeña su función reguladora no sólo en el berro, sino también en el arroz, uno de los cultivos más antiguos del mundo. La proteína también se encuentra en los seres humanos y en muchos hongos. "El mecanismo implicado en la acetilación y su control por parte de HYPK parece ser uno que se desarrolló hace miles de millones de años y que se ha mantenido en organismos muy diferentes hasta nuestros días", explica Markus Wirtz.
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Publicación original
P. Miklánková et al.: HYPK promotes the activity of the Nα-acetyltransferase A complex to determine proteostasis of nonAc-X2/N-degron-containing proteins. Science Advances (15 June 2022).
X. Gong et al.: OsHYPK-mediated protein N-terminal acetylation coordinates plant development and abiotic stress responses in rice. Molecular Plant (4 April 2022).
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