¿COMO AFECTA LA FOSFORILACIÓN AL TRANSPORTE DE ELECTRONES?

Un equipo de investigadores del Instituto de Bioingeniería de Cataluña y del CIBER-BBN ha obtenido una visión nanoscópica de la transferencia de electrones dentro de las mitocondrias, lo que permite entender mejor el proceso de regulación de la respiración celular. Este trabajo, publicado en Nature Communications, es un avance importante en la investigación de esta función biológica.

Las mitocondrias, unidos a la membrana en las células eucariotas, son responsables de convertir nutrientes en energía a través de la respiración celular y de otras funciones importantes. El proceso de regulación de la transferencia de electrones dentro de las mitocondrias es crítico para su correcto funcionamiento y su disfunción ha sido relacionada con enfermedades graves.

Un nuevo estudio liderado por el IBEC utiliza técnicas de vanguardia para tener una visión detallada de cómo la fosforilación afecta al transporte de electrones en las mitocondrias. Este estudio, publicado en la revista Nature Communications, es clave para entender la función de las mitocondrias a nivel molecular. El equipo de investigación estuvo liderado por Anna Lagunas y Marina I. Giannotti, y también incluyó a investigadores del IBEC y otros equipos de investigación.

La respiración celular es un proceso que permite a las células transformar los nutrientes en energía química, mediante reacciones bioquímicas y transferencia de electrones entre proteínas, como el citocromo c y el citocromo bc1. Un estudio anterior ha demostrado que estas dos proteínas pueden transferir electrones a cierta distancia sin la necesidad de un complejo fuertemente unido, lo que mantiene la eficiencia y especificidad. Un nuevo estudio, dirigido por Pau Gorostiza y Marina Giannotti del IBEC, busca comprender mejor cómo la fosforilación regula este proceso de la respiración celular.

Este estudio ha combinado el análisis molecular del transporte de electrones y las fuerzas de interacción entre proteínas para entender mejor cómo la fosforilación del citocromo c regula la cadena respiratoria mitocondrial. Se ha encontrado que la fosforilación altera el transporte de electrones bloqueando el conducto de carga y fortaleciendo la afinidad entre citocromo c y citocromo c1, lo que ralentiza el flujo de electrones en la cadena respiratoria. La fosforilación del citocromo c juega un papel clave en la regulación de la respiración mitocondrial y el metabolismo celular. La investigación ha demostrado que debido a la fosforilación, el conducto de carga entre citocromo c y citocromo c1 se desorganiza y la interacción entre ambas proteínas se fortalece, ralentizando el flujo de electrones en la cadena respiratoria y afectando la respiración mitocondrial.

Este estudio se centra en dos proteínas específicas en la cadena respiratoria mitocondrial y descubre cómo la fosforilación regula la transferencia electrónica entre ellas. El mecanismo de regulación descubierto puede ser aplicado a otras proteínas involucradas en procesos de transferencia electrónica y funciones biológicas similares. Al combinar análisis del transporte de electrones y medición de las fuerzas de interacción entre proteínas, se obtiene una visión nanoscópica de la interacción y regulación de las proteínas en las cadenas de transporte de electrones.

Fuente: CIBER, nature communications