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Prestina

La prestina es una proteína fundamental para la audición sensible en los mamíferos. Está codificada por el gen SLC26A5 (familia 26 de transportadores de aniones y solutos, miemb...

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La prestina es una proteína fundamental para la audición sensible en los mamíferos. Está codificada por el gen SLC26A5 (familia 26 de transportadores de aniones y solutos, miembro 5) . [5] [6]

La prestina es la proteína motora de las células pilosas externas del oído interno de la cóclea de los mamíferos . [5] Se expresa en gran medida en las células pilosas externas y no se expresa en las células pilosas internas no móviles. La inmunolocalización muestra que la prestina se expresa en la membrana plasmática lateral de las células pilosas externas, la región donde se produce la electromovilidad. El patrón de expresión se correlaciona con la apariencia de la electromovilidad de las células pilosas externas.

Función

La prestina es esencial en el procesamiento auditivo. Se expresa específicamente en la membrana lateral de las células pilosas externas (OHC) de la cóclea . No hay una diferencia significativa entre la densidad de prestina en las regiones de alta frecuencia y baja frecuencia de la cóclea en mamíferos completamente desarrollados. [7] Hay buena evidencia de que la prestina ha experimentado una evolución adaptativa en los mamíferos [8] asociada con la adquisición de la audición de alta frecuencia en los mamíferos. [9] La proteína prestina muestra varios reemplazos de aminoácidos paralelos en murciélagos, ballenas y delfines que han desarrollado de forma independiente la audición ultrasónica y la ecolocalización , y estos representan casos raros de evolución convergente a nivel de secuencia. [10] [11]

La prestina (peso molecular 80 kDa ) es miembro de una familia distinta de transportadores de aniones, SLC26. Los miembros de esta familia están bien conservados estructuralmente y pueden mediar el intercambio electroneutral de cloruro y carbonato a través de la membrana plasmática de las células de mamíferos, dos aniones que se consideran esenciales para la motilidad de las células ciliadas externas. A diferencia de los motores clásicos impulsados ​​por enzimas, este nuevo tipo de motor se basa en la conversión directa de voltaje a desplazamiento y actúa varios órdenes de magnitud más rápido que otras proteínas motoras celulares. Una estrategia de interrupción genética dirigida de la prestina mostró una pérdida de sensibilidad auditiva de >100 veces (o 40 dB). [12]

La prestina es una proteína transmembrana que se contrae y se alarga mecánicamente, lo que conduce a la electromovilidad de las células pilosas externas (CCE). La electromovilidad es la fuerza impulsora detrás del motor somático del amplificador coclear , que es una evolución de los mamíferos que aumenta la sensibilidad a las frecuencias de las ondas sonoras entrantes y, por lo tanto, amplifica la señal. Investigaciones anteriores han sugerido que esta modulación se lleva a cabo a través de un sensor de voltaje extrínseco (modelo de transportador de aniones parcial), por el cual el cloruro se une al lado intracelular de la prestina y entra en un transportador inactivo, lo que provoca la elongación de la prestina. [13] Sin embargo, hay nueva evidencia de que la prestina actúa a través de un sensor de voltaje intrínseco (SVI) en el que el cloruro intracelular se une alostéricamente a la prestina para modificar la forma. [14] [15]

Detección de voltaje intrínseco

En este modelo de detección de voltaje intrínseco, el movimiento de iones genera una capacitancia no lineal (NLC). Según el voltaje generado y el estado despolarizado o hiperpolarizado de la célula, la prestina pasará por dos pasos distintos, lo que representa el modelo de tres estados de modulación de la prestina. [16] Los experimentos muestran que con el aumento de los estímulos despolarizantes, la prestina pasa de un estado alargado a un estado intermedio y luego a un estado contraído, lo que aumenta su NLC. En condiciones de hiperpolarización, la NLC disminuye y la prestina vuelve a su estado alargado. Es importante destacar que el aumento de la tensión de la membrana, tal como se caracteriza por la elongación de la prestina, disminuye la afinidad del sitio de unión alostérico del cloruro por el cloruro, lo que tal vez desempeñe un papel en la regulación de la modulación de la prestina. El desplazamiento total estimado de la prestina tras la modulación del estado alargado al contraído es de 3 a 4 nm 2 . [16] Un estudio reciente apoya el modelo IVS y muestra que las mutaciones de 12 residuos que abarcan el lado intracelular de la membrana central de la prestina dieron como resultado una disminución significativa de la NLC. Ocho de los 12 residuos tenían carga positiva y se plantea la hipótesis de que forman el sitio de unión del cloruro alostérico de la prestina. [14]

Transporte de aniones

Aunque anteriormente se pensaba que no existía, también se ha demostrado que el transporte de aniones es un aspecto importante de la capacidad de la prestina para impulsar la electromotilidad de las células ciliadas. [14] [15] Este mecanismo es independiente de las capacidades de detección de voltaje de la prestina según los experimentos de mutagénesis que muestran que diferentes mutaciones conducen a efectos en la captación de aniones o NLC, pero no en ambos. [14] Se sugiere que la prestina contiene un mecanismo intrínseco de captación de aniones según la investigación que muestra la captación de [ 14 C]formato dependiente de la concentración en células de ovario de hámster chino (CHO). Estos resultados no se pudieron reproducir en ovocitos. Por lo tanto, la prestina puede requerir un cofactor asociado para la captación de aniones en ovocitos; sin embargo, esta hipótesis aún está en duda. Los experimentos han demostrado que varios aniones pueden competir por la captación de prestina, incluidos los aniones malato, cloruro y alquilsulfónicos. [14] [17]

Descubrimiento

La prestina fue descubierta por el grupo de Peter Dallos en 2000 y recibió el nombre de la notación musical presto debido a la velocidad de la proteína. [5]

La molécula de prestina fue patentada por sus descubridores en 2003. [18]

Importancia clínica

Las mutaciones en el gen SLC26A5 se han asociado con pérdida auditiva no sindrómica . [6]

Bloqueadores

La función electromotriz de la prestina de los mamíferos se ve bloqueada por el anión anfifílico salicilato en concentraciones milimolares. La aplicación de salicilato bloquea la función de la prestina de una manera dependiente de la dosis y fácilmente reversible. [13]

Referencias

  1. ^ abc GRCh38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSG00000170615 – Ensembl , mayo de 2017
  2. ^ abc GRCm38: Lanzamiento de Ensembl 89: ENSMUSG00000029015 – Ensembl , mayo de 2017
  3. ^ "Referencia de PubMed humana:". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  4. ^ "Referencia de PubMed sobre ratón". Centro Nacional de Información Biotecnológica, Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU .
  5. ^ abc Zheng J, Shen W, He DZ, Long KB, Madison LD, Dallos P (junio de 2000). "La prestina es la proteína motora de las células ciliadas externas de la cóclea". Nature . 405 (6783): 149–55. Bibcode :2000Natur.405..149Z. doi :10.1038/35012009. PMID  10821263. S2CID  4409772.
  6. ^ ab "Entrez Gene: SLC26A5 familia de transportadores de solutos 26, miembro 5 (prestina)".
  7. ^ Mahendrasingam S, Beurg M, Fettiplace R, Hackney CM (2010). "La distribución ultraestructural de la prestina en las células ciliadas externas: una investigación con inmunooro posterior a la incorporación de regiones de baja y alta frecuencia de la cóclea de la rata". Revista Europea de Neurociencia . 31 (9): 1595–1605. doi :10.1111/j.1460-9568.2010.07182.x. PMC 2925464 . PMID  20525072. 
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  11. ^ Li Y, Liu Z, Shi P, Zhang P (2010). "El gen auditivo Prestin une a los murciélagos y las ballenas que ecolocalizan". Curr. Biol . 20 (2): R55–R56. Bibcode :2010CBio...20..R55L. doi : 10.1016/j.cub.2009.11.042 . PMID  20129037. S2CID  7367035.
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Lectura adicional

  • Markovich D (2001). "Funciones fisiológicas y regulación de los transportadores de sulfato en mamíferos". Physiol. Rev. 81 (4): 1499–533. doi : 10.1152/physrev.2001.81.4.1499. PMID  11581495. S2CID  30942862.
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  • Toth T, Deak L, Fazakas F, Zheng J, Muszbek L, Sziklai I (2007). "Una nueva mutación en el gen pres humano y su efecto en la función de la prestina". Int. J. Mol. Med . 20 (4): 545–50. doi : 10.3892/ijmm.20.4.545 . hdl : 2437/4636 . PMID:  17786286.

Este artículo incorpora texto de la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos , que se encuentra en el dominio público .

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