Israel Hanukoglu

Israel Hanukoglu asistió al Liceo Şişli Terakki en Estambul hasta el final de la escuela secundaria. En noveno grado, se cambió al Liceo Atatürk Erkek en Taksim, Estambul, donde se graduó en 1969. En su último año, fue seleccionado para una beca internacional del American Field Service (AFS). Como estudiante del AFS, asistió a la escuela secundaria Joseph A. Craig en Janesville , Wisconsin , y recibió su diploma de bachillerato en 1970. ^{[ 3 ]}

Israel Hanukoglu se licenció con honores en biología y psicología, con una subespecialización en ciencias políticas, por la Universidad Hebrea de Jerusalén . Posteriormente, realizó estudios de posgrado en la Universidad de Wisconsin-Madison , donde obtuvo su máster en 1976 en un programa interdisciplinario de endocrinología y fisiología reproductiva, bajo la supervisión conjunta del profesor Harry J. Karavolas (Departamento de Química Fisiológica) y el profesor Robert W. Goy (Departamento de Psicología). Su tesis doctoral versó sobre el "Mecanismo de transporte de electrones al citocromo P-450 en los sistemas de monooxigenasa esteroidea mitocondrial de la corteza suprarrenal" bajo la supervisión del profesor Colin R. Jefcoate. Recibió su doctorado en agosto de 1980.

La carrera de Hanukoglu en biología molecular comenzó en el Departamento de Bioquímica de la Universidad de Chicago (1980-1983 con Elaine Fuchs ), donde clonó y secuenció ADNc que codificaban proteínas del citoesqueleto, actina ^{[ 4 ]} y alfa-queratinas. ^{[ 5 ] [ 6 ]} Dilucidó las primeras estructuras de familias de queratinas del citoesqueleto y predijo los largos dominios helicoidales de estas proteínas. Mediante análisis computarizado de secuencias de aminoácidos, predijo que el dominio central en forma de varilla de las proteínas de filamentos intermedios está compuesto por cuatro segmentos helicoidales separados por tres secuencias de enlace cortas. Estudios cristalográficos posteriores han confirmado este modelo general para la estructura de las proteínas de filamentos intermedios. ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Durante su investigación de tesis doctoral, Israel aisló las enzimas mitocondriales que catalizan el primer paso en la síntesis de hormonas esteroides en todos los tejidos esteroidogénicos, incluyendo la corteza suprarrenal y los órganos reproductores. ^{[ 9 ]} El primer paso de la esteroidogénesis depende de la transferencia de electrones del NADPH a una enzima tipo P450 ( P450scc ) a través de una cadena de transferencia de electrones que incluye dos proteínas adicionales. ^{[ 10 ]} Estas proteínas se encuentran en la membrana mitocondrial interna . ^{[ 11 ]} Israel reconstituyó este sistema utilizando proteínas que él mismo purificó, caracterizó el proceso de transferencia de electrones entre las proteínas y construyó un modelo cinético que simulaba con precisión el comportamiento dinámico de este complejo sistema . ^{[ 12 ] [ 9 ]}

En su primer puesto académico en el Departamento de Biología del Instituto Tecnológico Technion-Israel , determinó la estequiometría molar de las proteínas del sistema mitocondrial P450 utilizando anticuerpos específicos que él mismo generó. ^{[ 13 ]} Posteriormente, se dedicó a clonar los ADNc y los genes que codifican estas enzimas. Su laboratorio fue el primero en clonar los ADNc y el gen que codifica la adrenodoxina reductasa , la primera enzima de la cadena de transferencia de electrones del sistema mitocondrial P450. ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

Mediante análisis de secuencia y estructura de la adrenodoxina reductasa, Israel identificó sus sitios de unión para las coenzimas donadora y aceptora de electrones, NADPH y FAD. ^{[ 15 ]} Mediante análisis de secuencia de las grandes familias de enzimas tipo oxidorreductasa , observó que el sitio de unión de FAD es un pliegue de Rossmann clásico , pero el sitio de unión de NADPH tiene una secuencia consenso diferente que podría ser responsable de la especificidad de la coenzima NAD frente a NADP. La importancia de los motivos que identificó fue confirmada mediante la reingeniería de las especificidades de coenzimas de diferentes enzimas. ^{[ 17 ]} La elucidación de la estructura cristalina de la adrenodoxina reductasa verificó aún más la identificación de Israel de los sitios de unión de las coenzimas. ^{[ 18 ]} El análisis de la filogenia de esta enzima en eucariotas mostró que la secuencia del sitio de unión de NADP está estrictamente conservada. ^{[ 19 ]}

Dado que los tejidos esteroidogénicos presentan niveles muy elevados de antioxidantes, Israel sospechó que los sistemas P450 podrían liberar electrones, produciendo radicales de oxígeno. Examinó este problema y demostró que, efectivamente, los electrones que se liberan durante la acción de los sistemas mitocondriales P450 generan especies reactivas de oxígeno . ^{[ 20 ] [ 21 ] [ 22 ]} Sus estudios también demostraron que, en el ovario bovino, los niveles de antioxidantes se regulan de forma coordinada con la esteroidogénesis. ^{[ 23 ]}

Su otro trabajo en este campo incluye la elucidación del mecanismo de acción de la corticotropina ( ACTH ) en la regulación de la síntesis de hormonas esteroides en la corteza suprarrenal, ^{[ 24 ] [ 25 ]} la regulación de la capacidad esteroidogénica suprarrenal en estados patológicos, ^{[ 26 ]} y la clonación y elucidación de la estructura del receptor de ACTH. ^{[ 27 ]}

En este campo, Israel organizó el primer Simposio Internacional sobre Esteroidogénesis Molecular en Jerusalén en 1991, que sirvió como piedra angular para una serie continua de simposios internacionales para científicos que se especializan en este campo. ^{[ 28 ]}

En su trabajo clínico como endocrinólogo, el hermano mayor de Israel, el profesor Aaron Hanukoglu ( Universidad de Tel Aviv , Facultad de Medicina Sackler y Centro Médico E. Wolfson), identificó que una enfermedad hereditaria llamada pseudohipoaldosteronismo (PHA) tipo I abarca dos síndromes independientes. ^{[ 29 ]} Tras este descubrimiento, los dos hermanos continuaron su colaboración para comprender la base molecular de la forma grave de PHA.

Mediante su trabajo colaborativo, que también incluyó laboratorios adicionales, los hermanos Hanukoglu descubrieron que las formas graves de pseudohipoaldosteronismo tipo I resultan de mutaciones en tres genes ( SCNN1A , SCNN1B y SCNN1B ) que codifican subunidades proteicas del canal de sodio epitelial (Na ⁺ ) (ENaC). ^{[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ] [ 33 ]} Estos estudios también ayudaron a establecer que ENaC es el principal canal involucrado en la regulación del volumen sanguíneo y la presión arterial en humanos. ^{[ 34 ]}

Tras estos estudios, los hermanos Hanukoglu centraron su atención en comprender la estructura y función del ENaC ensamblado a partir de subunidades normales y mutadas. Sus análisis mostraron que las variaciones fenotípicas en la gravedad del pseudohipoaldosteronismo están asociadas con los tipos de mutaciones genéticas. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Su trabajo sobre la estructura de las subunidades del ENaC condujo a la identificación de residuos cargados y regiones responsables del transporte de la proteína a la membrana y de la regulación de los iones Na ⁺ extracelulares . ^{[ 37 ] [ 38 ]}

En una extensa revisión de estudios sobre ASIC y ENaC, el profesor Hanukoglu ha resumido las principales similitudes entre los canales de tipo ASIC y ENaC. ^{[ 39 ]}

Para definir los sitios de localización de ENaC en tejidos y dentro de las células, el laboratorio de Hanukoglu generó anticuerpos policlonales contra las subunidades extracelulares de ENaC. Estos anticuerpos permitieron por primera vez visualizar la localización intracelular de ENaC con alta resolución y llevaron al descubrimiento de que en todas las células con cilios móviles, ENaC se encuentra en los cilios. ^{[ 40 ]} Estos estudios establecen que ENaC es un regulador importante del nivel de fluido en el lado luminal de las células con cilios móviles en el tracto reproductivo y respiratorio femenino. ^{[ 40 ]} Más recientemente, demostraron que estos canales de sodio también se encuentran en los túbulos seminíferos en el testículo y en la región de la cola y la cabeza del espermatozoide. ^{[ 41 ]}

Los pacientes con pseudohipoaldosteronismo sistémico y subunidades ENaC mutadas pueden perder una cantidad significativa de sal a través del sudor, especialmente en climas cálidos. ^{[ 29 ]} Para identificar los sitios de pérdida de sal, los hermanos Hanukoglu examinaron la localización de ENaC en la piel humana. ^{[ 42 ]} En un estudio exhaustivo que examinó todas las capas de la piel y los apéndices epidérmicos, encontraron una distribución generalizada de ENaC en los queratinocitos de las capas epidérmicas. Sin embargo, en las glándulas sudoríparas ecrinas, ENaC se localizó en la membrana celular apical expuesta al conducto de estas glándulas. Basándose en observaciones adicionales, concluyeron que el ENaC ubicado en los conductos sudoríparos de las glándulas ecrinas es responsable de la captación de iones Na ⁺ de las secreciones sudoríparas. Este reciclaje de Na ⁺ reduce la concentración de sal en la transpiración y previene la pérdida de sal en climas cálidos a través del sudor . ^{[ 42 ]}