Bioquímica Esencial: Glucoproteínas, Prenilación y Coagulación Sanguínea

Biosíntesis de Oligosacáridos en Glucoproteínas

La biosíntesis de los oligosacáridos de las glucoproteínas involucra cinco principales donadores de azúcares:

• Azúcares difosfato de uridina
• Azúcares difosfato de guanosina
• Azúcares dolicol difosfato
• Azúcares dolicol monofosfato
• CMP-N-acetilneuraminato

Síntesis de Oligosacáridos N-Unidos

Este proceso se desarrolla en varias etapas:

1. Primera etapa: Se unen 14 azúcares al dolicol difosfato. Los difosfatos de nucleósido y los glucósidos de dolicol monofosfato actúan como donadores de azúcares.
2. Segunda etapa: El oligosacárido es procesado mediante reacciones exergónicas de hidrólisis, lo que resulta en la eliminación de varios azúcares.
3. Tercera etapa: El oligosacárido se completa a través de reacciones con diversos azúcares difosfato de nucleósido, que son ricos en energía.

Receptores y Enfermedades Lisosomales

Un receptor de manosa-6-fosfato recircula entre el aparato de Golgi y el lisosoma, participando activamente en la translocación de las enzimas lisosomales.

Enfermedad de las Células I (Mucolipidosis II)

La deficiencia de N-acetilglucosaminil-1-fosfotransferasa provoca la enfermedad de las células I. En esta condición, las enzimas que carecen de grupos de manosa fosforilados no se empacan apropiadamente en los lisosomas. Las células de los individuos afectados por esta deficiencia enzimática contienen numerosos lisosomas anormales o inclusiones (de ahí el nombre de "células I"). Lamentablemente, los niños afectados suelen fallecer por neumonía o insuficiencia cardíaca congestiva entre los 2 y 8 años de edad.

Grupos Sanguíneos ABO

Los grupos sanguíneos ABO se determinan por un locus específico ubicado en el cromosoma 9q34.

Modificaciones Postraduccionales de Proteínas

Prenilación

Una modificación postraduccional crucial de las proteínas es la adición de un grupo farnesil (15 carbonos) o un grupo geranilgeranil (20 carbonos) a las proteínas aceptoras. La incorporación de cualquiera de estos dos compuestos isoprenoides a las proteínas se denomina prenilación.

Importancia Clínica de la Prenilación: Proteína Ras

La proteína Ras posee actividad GTPasa y desempeña un papel fundamental en la transducción de señales. Sin embargo, el gen ras puede sufrir mutaciones que dan lugar a un producto proteico carente de actividad GTPasa, lo que lo mantiene en un estado permanentemente activado. Por esta razón, los inhibidores de la farnesil-proteína transferasa son objeto de intensa investigación como medicamentos potenciales para el tratamiento de diversos cánceres, incluyendo los carcinomas colorrectales y pancreáticos.

El Colágeno: Estructura y Biosíntesis

El colágeno es la proteína más abundante en los mamíferos y se encuentra en huesos, músculos, tendones, dientes, vasos sanguíneos y diversos tejidos conectivos.

Hidroxilación del Colágeno y el Rol del Ascorbato

El ascorbato (vitamina C) es esencial para mantener el hierro de la prolil hidroxilasa en estado reducido, enzima clave en la síntesis de colágeno. La hidroxilación de los residuos de lisil en C5 también ocurre en el colágeno, un proceso catalizado por una lisil hidroxilasa diferente, que realiza una reacción similar a la descrita para la prolina. Es importante destacar que el ascorbato promueve la reparación de tejidos después de una cirugía, un efecto conocido incluso antes de que se descubriera su papel específico en la hidroxilación del colágeno.

Amidación de Proteínas

Algunas hormonas, como la oxitocina y la vasopresina (producidas en la glándula hipofisaria posterior), poseen un carboxilo terminal amidado. El grupo amido se deriva del grupo amino de la glicina carboxiterminal. Dos actividades enzimáticas que tienen lugar en el aparato de Golgi catalizan la reacción de amidación. Los sustratos para la primera reacción incluyen peptidilglicina, oxígeno molecular y ascorbato; el cobre actúa como cofactor.

Carboxilación Dependiente de Vitamina K y Coagulación

La carboxilación del glutamato polipeptídico requiere CO2, vitamina K y oxígeno molecular, siendo catalizada por la carboxilasa dependiente de vitamina K, enzima localizada en el aparato de Golgi. Otra reacción, catalizada por la vitamina K-epóxido reductasa, es necesaria para regenerar la vitamina K. Es crucial señalar que la vitamina K-epóxido reductasa es inhibida por fármacos como el dicumarol y la warfarina. El dicumarol, por ejemplo, inhibe la coagulación de la sangre al bloquear la carboxilación de varios componentes esenciales que se sintetizan en el hígado.