Sup35p

Sup35p es el factor de liberación de la traducción eucariota de Saccharomyces cerevisiae ( levadura ) . Más específicamente, es el factor de liberación eucariota 3 de levadura (eRF3), que forma el complejo de terminación de la traducción con eRF1 ( Sup45p en levadura). Este complejo reconoce y cataliza la liberación de la cadena polipeptídica naciente cuando el ribosoma encuentra un codón de parada . Mientras que eRF1 reconoce los codones de parada, eRF3 facilita la liberación de la cadena polipeptídica mediante la hidrólisis de GTP.

La pérdida parcial de función da lugar a la supresión de codones de terminación, en la que estos se ignoran y las proteínas se sintetizan de forma anómala con extensiones en el extremo carboxilo . La pérdida total de función es fatal.

En 1994, Reed Wickner demostró que la proteína Sup35p se propaga en forma de prión . Por este motivo, es una proteína objeto de intensos estudios. Cuando las células de levadura albergan Sup35p en estado priónico, el fenotipo resultante se conoce como [PSI+]. En las células [PSI+], Sup35p existe en estado amiloide , el cual puede propagarse y transmitirse a las células hijas. Esto da como resultado una proteína menos soluble y funcional, y por consiguiente, una mayor tasa de supresión de codones de terminación (lectura traslacional de codones de parada).

Se ha demostrado que la sobreexpresión del gen induce la conformación [Psi+].

Varios artículos de revistas científicas han sugerido que la capacidad de interconvertir entre los estados [PSI+] y [psi-] (libres de priones) proporciona una ventaja evolutiva, pero este sigue siendo un tema de mucho debate.

Susan Lindquist ha demostrado que poblaciones isogénicas de levadura pueden expresar diferentes fenotipos según posean la forma priónica de Sup35p o la forma no priónica. Realizó un experimento en el que siete cepas de levadura con diferentes antecedentes genéticos se cultivaron bajo diversas condiciones de estrés, con cepas [PSI+] y [psi-] coincidentes. ^{[ 1 ]} En algunos casos, la versión [PSI+] creció más rápido, en otros, la [psi-] creció más rápido. Propuso que [PSI+] podría actuar como un condensador evolutivo para facilitar la adaptación mediante la liberación de variación genética críptica en poblaciones naturales en momentos de estrés. Esta variación se encontraría más allá de los codones de parada, que muestran una alta tasa de pérdida de marco de lectura en la levadura. ^{[ 2 ]} Los modelos matemáticos sugieren que [PSI+] podría haber evolucionado para esta función. ^{[ 3 ]}

La proteína Sup35 contiene una región carboxilo-terminal ( C-terminal ), responsable de la terminación de la traducción. La región amino-terminal ( N-terminal ) de la proteína se encarga del plegamiento alternativo según la conformación. El dominio medio (m) tiene una función desconocida. Para determinar la función de estas regiones N y M, en el experimento de Susan Lindquists se modificaron genéticamente dos cepas para producir una versión de Sup35p que no incluye las regiones N y M. ^{[ 4 ]}

La proteína Sup35p tiene 685 aminoácidos de longitud. ^{[ 5 ]} El extremo C-terminal contiene 5 repeticiones completas y una incompleta de la secuencia de repetición de oligopéptido PQGGYQQ-YN. En versiones modificadas del gen, se ha demostrado que cuantas más repeticiones de esta secuencia estén presentes, más probable es que la proteína adopte la conformación [Psi+]. De hecho, la adición de dos repeticiones adicionales (R2) resulta en una conversión de [Psi-] a [Psi+] 5000 veces más rápida. ^{[ 4 ]} PMN2, una versión mutante dominante del gen Sup35p, tiene una sustitución de glicina por ácido aspártico en la segunda repetición. El fenotipo resultante es la falta de capacidad para mantener la conformación [Psi+].

El extremo N-terminal tiene una alta cantidad de glutamina/asparagina (43%), mientras que la proteína promedio de levadura solo contiene un 9%. El extremo N-terminal tiene 114 aminoácidos de longitud y se denomina dominio formador de priones (PrD). La sobreexpresión del gen Sup35p puede provocar [Psi+].

Tanto los extremos N y M como el extremo C forman sitios de unión para Sup45p, lo que da un total de dos. Además, al unirse a Sup45p, la proteína [psi+] puede provocar su agregación y la formación de un prión. ^{[ 6 ]}

Las diferencias fenotípicas entre [psi-] y [psi+] se hacen evidentes cuando se altera la capacidad de la célula para producir adenina . La acumulación de P-ribosilamino imidazol (AIR) (un precursor en la vía de la adenina en levaduras) induce un pigmento rojo en una colonia de levaduras, visible a simple vista. En cepas isogénicas donde la mutación sin sentido se encuentra en medio del gen ADE 2 o ADE 1 (enzimas implicadas en la vía), la cepa [psi-] presenta acumulaciones de P-ribosilamino imidazol (AIR) o P-ribosilamino imidazolcarboxilato (CAIR), respectivamente. Dado que el CAIR se convierte de nuevo en AIR si la enzima que lo cataliza al siguiente precursor está ausente, cualquiera de las mutaciones provocará un color rojo en la cepa [psi-]. La cepa [psi+] aparece blanca incluso cuando se somete a las mismas mutaciones sin sentido. Por lo tanto, se infiere que el eRF3 del [psi+] no es funcional. ^{[ 7 ]}

Este fenómeno se debe a que el eRF3 en la cepa [psi-] es capaz de desconectar el ribosoma de manera efectiva, impidiendo así la correcta síntesis de la enzima. Sin embargo, en la cepa [psi+], la enzima se sintetiza en cantidad suficiente para que la vía metabólica siga produciendo adenina con éxito.

• Traducción (genética)
• Priones fúngicos
• Prión
• Factor de liberación
• Sup45p