Estudio de la degradación de la histona H3 citosólica mal plegada por el sistema ubiquitina-proteosoma

Abstract

Las histonas son proteínas pequeñas con una alta carga positiva, capaces de interactuar con el ADN y ayudar en su compactación. Antes de poder ejercer esta función estas proteínas son sintetizadas en el citoplasma celular, en donde adquieren su correcto plegamiento y modificaciones post-traduccionales características por el paso secuencial a través de una serie de complejos proteicos. Pero no todas las proteínas recientemente sintetizadas adoptan su estructura nativa, y hasta un 30% de ellas son marcadas co-traduccionalmente para ser degradadas por el sistema ubiquitina-proteosoma. El objetivo de este trabajo fue dilucidar la función que cumple este mecanismo proteolítico enfrentado a una población de histonas H3 citosólicas mal plegadas. Para esto se trabajó con dos análogos aminoacídicos, AZC y Can, inductores del mal plegamiento, además de MG132, un inhibidor del proteosoma. Mediante técnicas de fraccionamiento subcelular se obtuvo el extracto citosólico y se demostró la acumulación de la histona H3 cuando se inhibe la subunidad 20S del proteosoma en paralelo a la inducción del mal plegamiento. Con estos resultados se concluyó que, al utilizar análogos de aminoácidos que inducen mal plegamiento proteico, las histonas recientemente sintetizadas se degradan por la vía ubiquitina-proteosoma. Trabajos a futuro debiesen enfocarse en investigar la potencial participación de otros mecanismos de degradación para esta proteína

Histones are small highly positive charged proteins, capable of interact with the DNA to assist in its compaction. Before being able to exert this function, these proteins are synthesized in the cellular cytoplasm and then sequentially associate with different protein complexes to acquire their correct conformation and to establish their characteristic post-translational modifications. But not all newly synthesized proteins succeed in acquiring their native structure, indeed, up to 30% of them are marked to be degraded by the ubiquitin-proteasome system. We focus our study on understand the participation of this proteolytic mechanism when faced to a population of cytosolic misfolded histone H3. To this end we worked with two amino acid analogues, AZC and Can, whose presence increases the amount of aberrant proteins, in addition to MG132, a proteasome inhibitor. By using subcellular fractionation techniques, the cytosolic extract was isolated and we demonstrated that the proteasomal 20S subunit inhibition, together with the induction of the misfold, leaded to a significant accumulation of the histone H3. With this, we established the participation of the ubiquitin-proteasome system in the degradation of the newly synthesized histone H3 in conditions of induced misfolding. Future work should investigate the potential participation of other degradation mechanisms for this protein