Efecto de la arginilación de calreticulina sobre su degradación : implicancia de la arginilación en la degradación a través de la ubiquitina-proteosoma

Abstract

Las modificaciones postraducción de proteínas son importantes para la regulación de la fisiología de la célula ya que contribuyen significativamente a la diversidad estructural y funcional de las proteínas. Una de estas modificaciones es la arginilación, la cual consiste en la unión covalente de un residuo de arginina en el extremo NH2 de proteínas aceptoras, específicamente sobre ácido aspártico, ácido glutámico, o cisteína. Esta reacción es catalizada por la enzima arginil-ARNt transferasa (Ate1) tanto en el citosol como en el núcleo celular. En nuestro laboratorio se ha establecido previamente que calreticulina (CRT), una proteína mayoritariamente residente del retículo endoplásmico (RE), se retrotransloca al citoplasma donde es uno de los sustratos de la arginilación. Además, se demostró que en condiciones de estrés que conducen a una disminución de los niveles intracelulares de Ca2+, CRT arginilada (R-CRT) se asocia a gránulos de estrés (GSs) que son complejos de ARNm y cuya función se correlaciona con una reducción selectiva de la traducción proteica. En el presente trabajo se describe la función de la arginilación de CRT en relación a la tasa de recambio ("turnover") de CRT citoplasmática, la cual modularía la estabilidad de la proteína. Además, se establece la vía de degradación de R-CRT en relación al rol que desempeña la arginilación. En este estudio se demuestra que tanto R-CRT como CRT se degradan por la vía proteosomal, aunque R-CRT tiene menor susceptibilidad que CRT a ser degradada por el proteosoma. Se determinó que la vida media de R-CRT es el doble que la de CRT citoplasmática sin arginilar. Cuando se sobre expresaron ambas proteínas en células knockout para la enzima Ate1 (células ATE1–/–), se confirmó que R-CRT es degradada de manera menos eficaz que CRT por el proteosoma. También, se encontró que CRT es degradada por una vía independiente de ubiquitina (Ub), mientras que la degradación de R-CRT es vía dependiente de Ub. En nuestro laboratorio recientemente se demostró que la arginilación de CRT promueve un alto grado de dimerización. En este sentido, la sobre expresión de una mutante de CRT (C146A-CRT-EGFP) que impide la formación de homodímeros, muestra niveles menores de R-CRT respecto de los encontrados cuando se sobre expresa CRT de tipo salvaje (wt), indicando que la dimerización de RCRT es en parte responsable de su estabilización. Por último, se encontró que tanto la expresión citoplasmática de R-CRT como la inhibición del proteosoma incrementan los niveles de R-CRT en la superficie celular. En su conjunto, estos resultados indican que una vez que CRT alcanza el citoplasma, la misma puede ser degradada por el proteosoma a través de una vía independiente de Ub o puede ser modificada por la enzima Ate1 formando R-CRT, la cual también es susceptible a la degradación proteosomal pero por vía dependiente de Ub, mostrando una vida media más larga que la CRT no modificada. Por otra parte, la estabilización de CRT por medio de su arginilación y dimerización, le permitiría a CRT participar en diferentes funciones en el citoplasma e incluso en otros compartimientos subcelulares a los que podría acceder desde el citoplasma.