La palmitoilación es la unión covalente de ácidos grasos , como el ácido palmítico , a la cisteína ( S -palmitoilación) y, con menor frecuencia, a la serina y la treonina ( O -palmitoilación) a residuos de proteínas, que suelen ser proteínas de membrana . [2] La función precisa de la palmitoilación depende de la proteína en particular que se considere. La palmitoilación mejora la hidrofobicidad de las proteínas y contribuye a su asociación con la membrana. La palmitoilación también parece desempeñar un papel importante en el tráfico subcelular de proteínas entre los compartimentos de la membrana, [3]así como en la modulación de las interacciones proteína-proteína . [4] A diferencia de la prenilación y la miristoilación , la palmitoilación suele ser reversible (porque el enlace entre el ácido palmítico y la proteína suele ser un enlace tioéster ). La reacción inversa en células de mamíferos es catalizada por acil-proteínas tioesterasas (APT) en el citosol y palmitoilproteínas tioesterasas en los lisosomas .. Debido a que la palmitoilación es un proceso postraduccional dinámico, se cree que la célula la emplea para alterar la localización subcelular, las interacciones proteína-proteína o las capacidades de unión de una proteína.
Un ejemplo de una proteína que experimenta palmitoilación es la hemaglutinina , una glicoproteína de membrana utilizada por la gripe para unirse a los receptores de la célula huésped. [5] Los ciclos de palmitoilación de una amplia gama de enzimas se han caracterizado en los últimos años, incluidos H-Ras , Gsα , el receptor β2-adrenérgico y la óxido nítrico sintasa endotelial (eNOS). En la transducción de señales a través de la proteína G, palmitoilación de la subunidad α, prenilación de la subunidad γ y miristoilaciónparticipa en la unión de la proteína G a la superficie interna de la membrana plasmática para que la proteína G pueda interactuar con su receptor. [6]
La S-palmitoilación generalmente la realizan proteínas con el dominio DHHC . Existen excepciones en reacciones no enzimáticas. La acil-proteína tioesterasa (APT) cataliza la reacción inversa. [7] Otros grupos acilo como el estearato (C18:0) o el oleato (C18:1) también se aceptan con frecuencia, más aún en proteínas vegetales y virales, lo que hace que la S-acilación sea un nombre más útil. [8] [9]
Se han determinado varias estructuras del dominio DHHC utilizando cristalografía de rayos X. Contiene una tríada catalítica ordenada linealmente de Asp153, His154 y Cys156. Se ejecuta en un mecanismo de ping-pong , donde la cisteína ataca el acil-CoA para formar un DHHC S-acilado, y luego el grupo acilo se transfiere al sustrato. Las enzimas DHHR existen, y (así como algunas enzimas DHHC) pueden usar un mecanismo complejo ternario en su lugar. [10]
Un inhibidor de la palmitoilación S por DHHC es el 2-bromopalmitato (2-BP). 2-BP es un inhibidor no específico que también detiene muchas otras enzimas que procesan lípidos. [7]
Un metanálisis de 15 estudios produjo un compendio de aproximadamente 2000 proteínas de mamíferos que están palmitoiladas. Las asociaciones más altas del palmitoiloma son con cánceres y trastornos del sistema nervioso . Aproximadamente el 40% de las proteínas sinápticas se encontraron en el palmitoiloma. [11]