Programes de Recerca
Medicina Molecular
Patologia i teràpia moleculars en malalties heterogèniques i multigèniques
Manuel Palacín
Cap de Grup
Professor (Biochemistry and Molecular Biology Dept. - UB)
Tel Oficina : +34 93 40 37199
Tel Lab : +34 93 403 47 01
correu-e : manuel.palacin
irbbarcelona.org
Introducció
Una de les funcions del ronyó és la reabsorció tubular de soluts, com els aminoàcids, filtrats en el glomèrul. Molts transportadors d’aminoàcids estan implicats en aquest procés. Les aminoacidúries primàries hereditàries (PIA) són provocades per defectes en molts d’aquests transportadors.
Durant els últims deu anys, els estudis sobre les APH han descobert una part de les bases moleculars de la reabsorció renal dels aminoàcids. Els transportadors causants de la cistinúria, intolerància a la proteïna amb lisinúria, i del trastorn de Hartnup (en la majoria de pacients) han estat identificats. Per contra, els responsables de la cistinúria aïllada, l’aminoacidúria autosòmica dominant hiperdibàsica de tipus I, la lisinúria aïllada, la iminoglicinúria renal familiar, l’aminoacidúria dicarboxílica i el trastorn de Hartnup (en alguns pacients) encara estan per aclarir.
Els transportadors d’aminoàcids heteromèrics (HAT) es componen d’una subunitat pesant i una de lleugera. Aquesta característica és única entre els transportadors d’aminoàcids de la membrana cel·lular dels mamífers. S’han clonat dues subunitats pesants homòlogues de la família SLC3, rBAT (és a dir, relatiu al transport aminoàcid b0,+) i 4F2hc (és a dir, la cadena pesant de l’antigen de superfície 4F2hc, també conegut com a CD98 o proteïna reguladora de fusió 1, FRP1). S’han identificat deu unitats lleugeres (els membres de la família SLC7, des de SLC7A5 fins a SLC7A14). D’aquests, sis són partners de 4F2hc (LAT1, LAT2, y+LAT1, y+LAT2, asc1, i xCT); un forma un heterodímer amb rBAT (b0,+AT); n’hi ha dos (asc2 i AGT-1) que sembla que interaccionen amb subunitats pesants fins ara desconegudes; i l’últim (arpAT) pot interaccionar amb rBAT, 4F2hc o una subunitat pesant no identificada. Hi ha dues subunitats lleugeres que no es troben en humans: asc2 no es troba en la seqüència del genoma i arpAT hi és inactivada.
Camps d'Investigació
L’objectiu general del nostre grup és determinar els mecanismes moleculars implicats en la reabsorció renal i intestinal dels aminoàcids. Aquest objectiu general, s’estructura en tres nivells:
- Identificació dels transportadors d’aminoàcids implicats en la reabsorció dels aminoàcids i dels que són responsables del desenvolupament d’aminoacidúries hereditàries. Descripció dels mecanismes que fonamenten la pèrdua de les funcions de transport dels transportadors d’aminoàcids per mutacions causants de malalties.
- Estudis estructurals i de relació de estructura-funció dels transportadors d’aminoàcids heteromèrics.
- Estudis de relació estructura-funció del paper tumorigen de la proteïna multifuncional 4F2hc.
Línies de Recerca
Per assolir els nostres objectius, el nostre grup s’estructura en tres línies de recerca:
1. Identificació dels transportadors d’aminoàcids implicats en la reabsorció dels aminoàcids i dels que són responsables del desenvolupament d’aminoacidúries hereditàries.
El nostre laboratori va oferir les observacions fonamentals que van conduir a la identificació d’una nova família de transportadors d’aminoàcids, els transportadors d’aminoàcids heteromèrics (HAT), amb la clonació de rBAT i la identificació funcional de 4F2hc com a proteïnes subsidiàries d’aquests transportadors.
A més a més, hem identificat cinc de les deu subunitats lleugeres dels HAT (b0,+AT, y+LAT1, y+LAT2, LAT2 i ArpAT). Tres d’aquests transportadors estan implicats en la reabsorció renal dels aminoàcids: a) sistema b0,+ (rBAT/bo,+AT), responsable de la reabsorció apical dels aminoàcids dibàsics i de la cistina; b) sistema y+L (4F2hc/y+LAT1), responsable de l’efluxió basolateral dels aminoàcids dibàsics; c) sistema L (4F2hc/LAT2), responsable de l’efluxió basolateral de diversos aminoàcids neutrals, incloent-hi la cisteïna. També hem identificat els transportadors d’aminoàcids amb deficiència de cistinúria (rBAT/b0,+AT) i intolerància a proteïnes amb lisinúria (4F2hc/y+LAT1).
Actualment, estem estudiant la fisiologia dels transportadors basolaterals que són candidats a tenir un paper en la reabsorció renal d’aminoàcids i d’aminoacidúries hereditàries. A més a més, estem creant models de ratolins amb deficiències en transportadors renals de reabsorció. En efecte, b0,+AT anul·la la cistinúria humana en els ratolins genoanul·lats, inclosa la litiasi cistinúrica. Aquest model s’utilitza actualment per identificar nous fàrmacs antilitiàsics.
2. Estudis de relació estructura-funció dels transportadors d’aminoàcids heteromèrics.
Hem demostrat que la subunitat lleugera dels HAT és la part catalítica dels transportadors. Prenent el transportador xCT com a model de subunitat lleugera dels HAT, hem delineat la topologia de la membrana d’aquests transportadors i identificat residus rellevants per a la seva activitat de transport. A més a més, hem resolt l’estructura de l’ectodomini de cadena pesant 4F2hc a una resolució de 2.1 Å.
Actualment, ens centrem en l’estructura atòmica dels HAT a partir de moltes estratègies diferents, incloent-hi l’estudi d’homòlegs procariotes de les subunitats lleugeres.
3. Estudis de relació estructura-funció del paper tumorigen de la proteïna multifuncional 4F2hc.
4F2hc (també anomenada CD98) és una proteïna multifuncional implicada en el transport d’aminoàcids, la fusió de cèl·lules i l’activació d’integrines. A més a més, 4F2hc té activitat tumorígena. Sobre la base de l’estructura atòmica de l’ectodomini d’aquesta proteïna, estem estudiant les seves activitats potencials de glucosidasa i/o lectina, així com les interaccions de proteïnes amb aquest ectodomini.
Finançament
Aquest grup de recerca rep finançament de les institucions següents:
- Fundació "La Caixa"
- Ministerio de Educación y Ciencia
- Comissió Europea
- Generalitat de Catalunya
- Instituto de Salud Carlos III, Ministerio de Sanidad y Consumo
- Fundació La Marató-TV3
RSS
facebook
YouTube
