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3.2.1. Ciclofilinas.

Las ciclofilinas están presentes en toda clase de organismos, apareciendo en bacterias, levaduras, plantas, insectos y mamíferos. Su estructura y actividad enzimática están altamente conservadas a lo largo de la evolución (Schiene-Fischer et al., 2013). Todas comparten un único dominio común de 109 aa, denominado CLD (Cyclophilin Like

Domain), que constituye el sitio de unión de CsA

(Barik, 2006). Este dominio se complementa con dominios específicos para cada miembro de la familia, que van a determinar distintas especializaciones y localizaciones subcelulares. En mamíferos hay más de 20 parálogos de ciclofilinas, siendo las principales CypA, B, C, D, E, 40 y NK; mientras que en Drosophilla se encuentran al menos 9 y en Arabidopsis hay 29

ciclofilinas putativas (Wang and Heitman, 2005, Galat, 1993).

El miembro fundador de la familia, CypA, fue descrito inicialmente como el receptor intracelular de CsA en 1984 (Handschumacher et al., 1984), mismo año en el que, de manera independiente, se describió su actividad peptidil-prolil isomerasa (Fischer et al., 1984). Es la ciclofilina más abundante, y tiene un tamaño aproximado en humanos de 18 KDa. Su distribución celular es fundamentalmente citosólica y es considerado el principal efector de los efectos inmunosupresores de CsA, puesto que en el modelo de deficiencia de CypA se produce resistencia a la inmunosupresión mediada por la misma (Colgan et al., 2005).

CypB, de 23 KDa, fue inicialmente clonada de manera independiente como un factor neurotrófico para células embrionarias de médula espinal (Caroni et al., 1991) y por homología de secuencia con CypA (Price et al., 1991). También es muy abundante, pero a diferencia de CypA posee un motivo de retención en retículo endoplasmático (AIAKE) en su extremo C-terminal (Bose et al., 1994, Price et al., 1994). Es considerada ortólogo

Figura I-5: Principales ciclofilinas de mamíferos.

Estructura, tamaño y localización subcelular de las ciclofilinas mayoritarias de los mamíferos. PS: péptido señal. M: señal de localización mitocondrial. ER: señal de retención en retículo endoplasmático. RB: motivo de unión a ARN. TPR: repetición de tetratricopéptico. c: citoplasma, re: retículo, m: mitocondria, n: núcleo, s: secretado (Adaptado de Barik et al, 2006).

de la ciclofilina de Drosophila NinaA, la única otro ciclofilina que posee secuencias de retención en retículo endoplasmático. Sin embargo, los modelos de deficiencia para ambas proteínas presentan fenotipos completamente diferentes (Ferreira and Orry, 2012).

Además de las principales, existen muchas más ciclofilinas de menor abundancia. Por ejemplo, CypD está presente en mitocondrias y es un componente del poro de permeabilidad transitoria mitocondrial con un papel destacado en la apoptosis inducida por calcio y especies reactivas de oxígeno. Además, está implicada en rutas de muerte celular independientes de caspasa, y podría estar implicada en aprendizaje y memoria (Mouri et al., 2010). Por otra parte, Cyp40 es un componente de la forma inactiva del receptor de glucocorticoides y puede formar un complejo dimérico con la proteína de choque térmico Hsp90 al cual no afecta la presencia de CsA (Barik, 2006, Wang and Heitman, 2005).

3.2.2. FKBPs.

Dadas las características funcionales de FK506, tan similares a las de CsA, en el momento de su descubrimiento se asumió que ambas moléculas compartían receptor. Sin embargo, pronto se descubrió que FK506 presentaba afinidad nula por las ciclofilinas, utilizando su propia familia de receptores, que se denominaron proteínas de unión a FK506 o FKBPs (Siekierka et al., 1989a, Siekierka et al., 1989b, Harding et al., 1989). Esta familia está constituida por múltiples proteínas de bajo peso molecular y distintas localizaciones subcelulares. Se han descrito 15 miembros en humanos, que se denominan en función de sus

pesos moleculares y se dividen en cuatro grupos en función de su localización (citoplasmáticas, nucleares o de ruta de secreción) o la presencia de repeticiones de tetratricopeptido (TPR). La más pequeña, considerada el miembro arquetípico, es FKBP12, y constituye el principal elemento de unión a FK506 y rapamicina mediando en la inmunosupresión (Galat, 1993, Gerard et al., 2011).

Una de las principales diferencias entre FKBPs y ciclofilinas es la capacidad de las primeras de interaccionar, como ya se ha comentado, con rapamicina. El complejo rapamicina-FKBP no va a inhibir a calcineurina, sino que inhibe a mTOR (de

mammalian Target of Rapamycin), una proteína

quinasa esencial en diversas rutas (Inoki et al., 2005). Dicha interacción también va a desencadenar una respuesta de inmunosupresión aunque por un mecanismo totalmente distinto. Las FKBPs van a participar en multitud de fenómenos biológicos. Por ejemplo, FKBP12 está implicada en fenómenos como la señalización por calcio, interaccionando con el receptor de rianodina (Jayaraman et al., 1992) o neurodegeneración, donde ha sido asociada a la proteína tau de Alzheimer (Sugata et al., 2009)) al dominio intracelular de APP (Liu et al., 2006). De hecho, se observa un marcado incremento en sus niveles en pacientes con enfermedades neurodegenerativas (Avramut and Achim, 2002). FKBP51 y FKBP52 han sido descritas como interactoras en la señalización por receptores esteroideos, y los ratones deficientes para las mismas presentan importantes deficiencias reproductivas (Cheung-Flynn et al., 2005). FKBP52, además, presenta un papel protector

frente al estrés oxidativo en los ovarios (Hirota et al., 2010).

3.2.3. Otras inmunofilinas

Existe una tercer grupo menos conocido de inmunofilinas, las denominadas PPIasas similares a parvulina o parvulinas, con capacidad de unión a juglona o 5-hidroxi-1,4-naftoquinona (Hennig et al., 1998) y, cuyo único miembro conocido en mamíferos, Pin1, tiene como elemento diferenciador el que su capacidad prolil-isomerasa depende de que la prolina esté precedida por una serina o una treonina fosforilada. Este peculiaridad hace que Pin1 juegue un papel fundamental en distintos procesos tales como envejecimiento, cáncer o neurodegeneración (Lee et al., 2011). Recientemente, además, ha sido descubierta una nueva familia de inmunofilinas quiméricas que contienen dominios tanto de unión a CsA como a FK506, denominadas FCBPs (FK506 and CsA

Binding Proteins) (Adams et al., 2005). Esta nueva

familia presenta la misma actividad enzimática y las mismas características y funciones biológicas que el resto de inmunofilinas, lo cual complica aún más la ya existente redundancia que se da en esta familia, y que tanto dificulta los estudios de pérdidas de función.