La palmitoilación es la unión covalente de ácidos grasos , como el ácido palmítico , a la cisteína ( S -palmitoilación) y menos frecuentemente a los residuos de serina y treonina ( O -palmitoilación) de proteínas, que son típicamente proteínas de membrana . [2] La función precisa de la palmitoilación depende de la proteína particular que se esté considerando. 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 interacciones proteína-proteína . [4] En contraste con la prenilación y miristoilación , la palmitoilación suele ser reversible (porque el enlace entre el ácido palmítico y la proteína es a menudo un enlace tioéster ). La reacción inversa en células de mamíferos es catalizada por acil-proteína tioesterasas (APT) en el citosol y palmitoil proteína tioesterasas en lisosomas.. Dado que la palmitoilación es un proceso dinámico postraduccional, se cree que la célula lo emplea para alterar la localización subcelular, las interacciones proteína-proteína o la capacidad de unión de una proteína.
Un ejemplo de una proteína que sufre palmitoilación es la hemaglutinina , una glicoproteína de membrana utilizada por la influenza 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, incluyendo 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 se realiza generalmente mediante proteínas con el dominio DHHC . Existen excepciones en reacciones no enzimáticas. La tioesterasa de acil-proteína (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 en proteínas vegetales y virales, lo que hace que la acilación S sea un nombre más útil. [8] [9]
Se han determinado varias estructuras del dominio DHHC usando cristalografía de rayos X. Contiene una tríada catalítica dispuesta linealmente de Asp153, His154 y Cys156. Funciona con un mecanismo de ping-pong , donde la cisteína ataca la acil-CoA para formar un DHHC acilado en S, y luego el grupo acilo se transfiere al sustrato. Existen enzimas DHHR y, en su lugar, (así como algunas enzimas DHHC) pueden utilizar un mecanismo complejo ternario . [10]
Un inhibidor de la S-palmitoilación por DHHC es el 2-bromopalmitato (2-BP). 2-BP es un inhibidor inespecífico que también detiene muchas otras enzimas procesadoras de 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 se dan con cánceres y trastornos del sistema nervioso . Aproximadamente el 40% de las proteínas sinápticas se encontraron en el palmitoiloma. [11]