Tesis doctoral de Luisa García Haro
La proteína quinasa activada por amp (ampk) es una serina/treonina proteína kinasa que actúa como sensor del estado energético celular. Se activa de manera muy sensible por procesos de estrés celular que aumentan la relación amp/atp, bien porque inhiben la producción de atp (hipoxia, ayuno, choque térmico, inhibición de la fosforilación oxidativa mitocondrial, etc.) O porque aceleran el consumo de atp (ejercicio, tratamiento con deoxiglucosa, etc.) Una vez activada, ampk es capaz de estimular procesos catabólicos e inhibir procesos anabólicos con el fin de recuperar los niveles energéticos celulares. ampk es un heterotrímero formado por tres subunidades. Una subunidad catalítica ¿. Una subunidad íY, de andamiaje, que determina la localización y la especificidad de sustrato del complejo además de poseer un dominio de unión a glucógeno (gbd). Y una subunidad ¿ reguladora que contiene 4 dominios cbs encargados de unir amp. Las tres subunidades están conservadas evolutivamente en todos los organismos eucariotas. la fosforilación y, por tanto, activación de ampk, se debe a la acción de quinasas descritas como son lkb1, camkkii ó tak1, que fosforilan el residuo thr 172 de la subunidad catalítica ¿. El hecho de que ampk se active por la ausencia de glucosa es particularmente interesante ya que extensos estudios genéticos demuestran que el ortólogo de ampk en levaduras, snf1, se requiere para la respuesta de supervivencia a la falta de glucosa. En nuestro laboratorio se ha descrito que, en levaduras, la actividad de este complejo snf1 está regulada por la proteína fosfatasa tipo pp1 glc7, asociada a la subunidad reguladora reg1. En condiciones de baja glucosa, la subunidad catalítica snf1 se asocia a la subunidad reguladora de reg1 y la fosforila, previniendo la actividad fosfatasa del complejo reg1-glc7. La inhibición de la actividad fosfatasa de reg1-glc7 también se refuerza en estas condiciones de cultivo por asociación con la hexoquinasa pii (hxk2). En condiciones de alta glucosa, hxk2 se une a su sustrato (glucosa) y se libera de su unión al complejo reg1-glc7, con lo que la fosfatasa pp1 puede desfosforilar a reg1, posibilitando una desfosforilación posterior de snf1 y su inactivación. Dado que en mamíferos existen homólogos funcionales para cada uno de los componentes del sistema de regulación del complejo snf1 de levadura, nos planteamos si la actividad del complejo ampk está regulada por la fosfatasa pp1c asociada a alguna de sus subunidades reguladoras. en mamíferos, la inactivación de ampk por presencia de glucosa se ha observado en hígado, adipocitos primarios, páncreas, hipotálamo y músculo esquelético. En el caso de las células pancreáticas de tipo beta, el proceso metabólico más importante es la síntesis, almacenamiento y secreción de insulina en respuesta a los niveles de glucosa en sangre. En la ruta de secreción de insulina inducida por glucosa, el primer paso es el transporte del (mono)sacárido al interior celular y posterior fosforilación dando lugar a glucosa-6-p. Por ello, tanto el transportador de glucosa de baja afinidad, glut-2, como la glucokinasa (hexokinasa iv, gk) son claves para la señalización por glucosa en estas células. Tras la glicólisis, la relación atp:adp aumenta, provocando el cierre de los canales de k+ sensibles a atp y la consecuente despolarización de la membrana plasmática. Esto conduce a una entrada de ca+2 en la célula que a su vez lleva a la exocitosis de la insulina. La insulina estimula la toma de glucosa en el hígado, en el tejido adiposo y en el músculo esquelético. Por otro lado, el aumento en el ratio atp/amp provoca la desfosforilación, y por tanto la inactivación, de ampk. Se ha demostrado que este el cambio en el estado de fosforilación de la quinasa permite que tenga lugar la secreción de insulina. Por el contrario, en situación de baja glucosa en sangre, ampk se activa por fosforilación, lo que se traduce en una inhibición de la síntesis y secreción de la insulina, entre otros muchos efectos fisiológicos. Aunque se conocen algunos de los componentes implicados en el proceso de señalización por glucosa en células beta, las bases moleculares de esta transmisión de la señal se desconocen todavía. En el presente proyecto hemos estudiado la regulación de la proteína quinasa activada por amp, ampk, por glucosa, centrándonos en el papel de las fosfatasas implicadas en este proceso.
Datos académicos de la tesis doctoral «Regulación de la quinasa activada por amp (ampk) por glucosa«
- Título de la tesis: Regulación de la quinasa activada por amp (ampk) por glucosa
- Autor: Luisa García Haro
- Universidad: Universitat de valéncia (estudi general)
- Fecha de lectura de la tesis: 26/11/2010
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Pascual Sanz Bigorra
- Tribunal
- Presidente del tribunal: mario Vallejo fernández de la reguera
- pablo Miguel Garcia roves gonzalez (vocal)
- eliane cristina Vieira (vocal)
- domingo Barettino fraile (vocal)