liiiMIIIfl~UDliiiMIII~U - Biblioteca de la Universidad Complutense ...

Cadhulo 1 Introducción
drial externa) mostraba que ambos compuestos
podian seguir actuando como inhibidor y sustrato
de la CPT-1 respectivamente, indicando que la
localización de los dominios regulador y catalítico
de la CPT-l es citosólica (Fraser, eta!, 1996).
Sitios de unión del sustrato y del malonilCoA en la
CPT-l
Si bien inicialmente se consideró que la inhibición
de la actividad CPT-l que produce el malonil-CoA
podría ser competitiva, diferentes análisis
mostraron que, en gran parte, esa inhibición es
alostérica (Cook el a!, 1994). El tratamiento de
mitocondrias de higado de rata con diferentes proteasas
produce una pérdida de sensibilidad a malonil-CoA
de la CPT-l sin que la actividad catalítica
se vea afectada (Frasee/aL, 1996; Kashfi y Cook,
1992), indicando que existen dos dominios diferentes,
uno catalítico y otro alostérico, en la enzima.
Además, la presencia en el medio de malonil-
CoA durante el tratamiento con proteasas previene
tanto la desensibilización como la inactivación de
la enzima (Kashfi y Cook, 1991). Se ha propuesto
(ver apartado siguiente) que la presencia de malonil-CoA
en el medio puede inducir un cambio de
conformación en la CPT-l que favorezca la unión
posterior del propio malonil-CoA y que quizá haga
a la enzima menos suceptible a la acción de las
proteasas (Zammit, 1996).
La diferencia de tamaño existente entre la
CPT-l y la CPT-ll se debe fundamentalmente a la
presencia de un extremo amino terminal mucho
más largo en la primera. Así, las dos proteínas
presentan una alta homología de secuencia excepto
en los primeros 170 aminoácidos de la CPT-l, en
los que se localizarían los dos fragmentos transmembranares
que la CPT-ll no posee. Puesto que
la diferencia más destacable entre ambas proteínas
estriba en la capacidad de ser inhibida por malonil-
CoA de la CPT-l pero no de la CPT-1I, es posible
especular que el dominio de unión para malonil-
CoA pudiera residir en ese extremo amino terminal
de la CPT-1, mientras que el centro activo se encontraría
en el extremo carboxilo terminal común
con la CPT-ll. Diferentes datos apoyan esta hipótesis.
Así, la expresión en levaduras de una L-CPT
1 truncada a la que faltaban los primeros 82 aminoácidos
y que presenta una notable disminución
en la sensibilidad a malonil-CoA (lC 50~80 pM para
la proteína truncada y 5 ¡iM para la nativa) (Brown
eta!, 1994) indica que el extremo amino terminal
podría estar implicado de alguna manera en la
formación del dominio de unión a malonil-CoA.
De acuerdo con esto, el tratamiento con proteinasa
K de mitocondrias de hígado escinde el extremo
amino terminal de la CPT-1 produciendo una pérdida
de sensibilidad a malonil-CoA. Sin embargo,
cuando la proteinasa K tiene acceso también a la
cara interna de la membrana mitocondrial externa,
12
la pérdida de sensibilidad a malonil-CoA de la
CPT-I es bastante más rápida, indicando que otras
interacciones entre los dominios amino terminal y
carboxilo terminal, entre el dominio Hl y la membrana,
y/o entre los dominios Hl y H2 podrían
estar implicadas en determinar la sensibilidad de la
CPT-1 a malonil-CoA (Fraser el a!, 1997). El
hecho de que ambos dominios sean importantes a
la hora de determinar la función de la enzima se
apoya también en la observación de que, aunque el
dominio catalítico de la CPT-l parece residir en el
gran extremo carboxilo terminal de la enzima, la
rotura del extremo amino terminal por proteinasa
K también induce una fuerte disminución de la
actividad catalítica (Fraser el a!, 1997)
Regulación a corto plazo
Regulación por malonil-CoA
Hipado
El descubrimiento de la inhibición de la
CPT-I por malonil-CoA (McGarry el a!, 1977;
Mcúarry el a!, 1978; McGarry y Foster, 1980)
atrajo una enorme atención hacia el estudio de la
regulación de esta enzima. Como se menciona en
el apartado de síntesis de novo de ácidos grasos, el
malonil-CoA es precisamente el producto de la
reacción catalizada por la ACC, que constituye la
etapa limitante de la síntesis de ácidos grasos
(Geelen el a!, 1980; Wakil el aL, 1983). De esta
manera, se consigue un control coordinado de la
síntesis y la oxidación de ácidos grasos en el hígado
(McGarry y Foster, 1980; Zammit, 1984).
Puesto que los niveles de malonil-CoA en la célula
son dependientes de la actividad ACC, se ven
afectados notablemente por los cambios a corto
plazo que diferentes mecanismos producen sobre
dicha actividad enzimática (Zammit, 1994). Así,
los niveles de malonil-CoA hepáticos se ven afectados
por alteraciones en el estado hormonal y
nutricional del animal (McGarry y Foster, 1980;
Zammit, 1984). Especialmente determinante en la
actividad ACC y en los niveles de malonil-CoA, y
por tanto en la actividad CPT-l, es el cociente
insulina/glucagón. Cuando este cociente es alto, los
niveles de malonil-CoA también los son y la actividad
CPT-1 está inhibida, y viceversa (Zammit,
1994).
Músculo esQuelético y corazón
El descubrimiento de que diferentes tejidos
no lipogénicos, como el corazón y el músculo
esquelético, también contienen malonil-CoA, y que
sus niveles oscilan en función del estado nutricional
del organismo indicaban que este metabolito
también podría estar desempeñando un importante
papel regulador en otros tejidos (Saggerson, 1986).
De hecho, la isoforma de CPT-I mayoritariamente