La actividad de la reductasa del cobre y la química de los radicales libres por las cristalinas γ asociadas a la...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Oftalmología
• Química de las proteínas

Sus antecedentes:

• Las cataratas son el resultado de los agregados de proteínas que dispersan la luz en el cristalino del ojo humano.
• Los iones metálicos, particularmente el cobre, están implicados en la formación de cataratas debido a la agregación de proteínas.
• Las γ-cristalinas de las lentes humanas son susceptibles a la agregación inducida por el metal.

Objetivo del estudio:

• Investigar la interacción de los iones de cobre (Cu2+) con las principales cristalinas γ de las lentes humanas (γD, γC, γS).
• Elucidar los mecanismos moleculares subyacentes a la agregación de la γ-cristalina inducida por el cobre.
• Explorar la actividad redox y los sitios de unión del cobre en las γ-cristalinas.

Principales métodos:

• Turbidimetría en solución, SDS-PAGE, dicroísmo circular, calorimetría por barrido diferencial.
• Calorimetría de titulación isotérmica (ITC) para la afinidad de unión.
• Resonancia paramagnética de electrones (EPR) y espectroscopia de absorción de rayos X (XAS) para la unión al cobre y el estado redox.

Principales resultados:

• Agregación no amiloide inducida por Cu2+ en las cristales γD, γC y γS.
• Los mecanismos de agregación incluyen la pérdida de la estructura de la lámina β, la disminución de la estabilidad, el puente metálico y la formación de dímeros disulfuro.
• Se identificaron distintas afinidades de unión de Cu2+ y dos sitios de unión por proteína.
• Cu2+ fue reducido a Cu+ por las γ-cristalinas, formando radicales libres a base de proteínas (probablemente a base de Tyr en la γD-cristalina).

Conclusiones:

• La agregación inducida por el cobre de las γ-cristalinas implica cambios estructurales y redox complejos.
• Las γ-cristalinas poseen actividad de Cu2+ reductasa, generando radicales libres reactivos.
• Estos hallazgos resaltan el papel del cobre y las γ-cristalinas en la homeostasis del cristalino y la patogénesis de la catarata.