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Poliaminas e inhibición del crecimiento celular: inhibición de la ubiquitilación y depleción de las reservas de amino ácidos

La espermidina es un metabolito secundario que está presente en todos los eucariotas, y cuya función parece estar relacionada con la síntesis de proteínas. Altas concentraciones de espermidina o norspermidina son capaces de inhibir el crecimiento de organismos eucariotas, aunque hasta la fecha se desconocía su mecanismo de acción a nivel molecular.

En este trabajo, utilizando un análisis masivo de expresión génica, hemos encontrado que, en la planta modelo Arabidopsis thaliana, la norspermidina aumenta la expresión de los genes involucrados en las respuesta al estrés por calor y a la acumulación de proteínas desnaturalizadas. Además, estas poliaminas inhiben la modificación de proteínas con ubiquitina bloqueando la degradación de proteínas via el proteosoma 26S y el reciclaje de amino ácidos. Este efecto sobre la ubiquitilación se demostró tanto in vivo (en levadura, en Arabidopsis y células Hela humanas) como in vitro en ensayos bioquímicos con enzimas recombinantes necesarios para la ubiquitilación de proteínas. Por lo tanto, en este trabajo demostramos que las poliaminas interfieren con la degradación de proteínas via el proteasoma, lo que conlleva la depleción del almacén de aminoácidos. El tratamiento con norspermidina de las células de levadura agota las reservas de aminoácidos y conlleva la parada del crecimiento de estos organismos. Es interesante remarcar que la suplementación de aminoácidos en el medio de cultivo neutraliza la inhibición del crecimiento en levaduras tratadas con poliaminas, pero no la inhibición de la poliubiquitilación de proteínas, lo que sugiere que las poliaminas afectan directamente la maquinaria de ubiquitilación.

Publicación Original:

Sayas, E., Pérez‐Benavente, B., Manzano, C., Farràs, R., Alejandro, S., del Pozo, J.C., Ferrando, A., Serrano, R. 2018. Polyamines interfere with protein ubiquitylation and cause depletion of intracellular amino acids: a possible mechanism for cell growth inhibition. FEBS Letters. DOI: 10.1002/1873-3468.13299

 

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