La fosfatasa ácida resistente al tartrato ( TRAP o TRAPasa ), también denominada fosfatasa ácida 5, resistente al tartrato ( ACP5 ), es una enzima metaloproteica monomérica glicosilada que se expresa en mamíferos. [3] Tiene un peso molecular de aproximadamente 35 kDa, un punto isoeléctrico básico (7,6–9,5) y una actividad óptima en condiciones ácidas. La TRAP se sintetiza como proenzima latente y se activa mediante escisión y reducción proteolíticas . [4] [5] Se diferencia de otras fosfatasas ácidas de mamíferos por su resistencia a la inhibición por tartrato y por su peso molecular.
• componente integral de la membrana • citosol • lisosoma
Proceso biológico
• Proceso metabólico de la riboflavina • Desfosforilación • Respuesta al lipopolisacárido • Regulación negativa de la producción de interleucina-1 beta • Regulación negativa de la producción de interleucina-12 • Regulación negativa de la producción del factor de necrosis tumoral • Regulación negativa de la generación del anión superóxido • Respuesta a la citocina • Regulación negativa de proceso biosintético de óxido nítrico • reabsorción ósea • regulación negativa de la respuesta inflamatoria • GO: 0051637 respuesta de defensa a bacterias grampositivas • morfogénesis ósea • osificación
El mecanismo de hidrólisis del éster de fosfato por TRAP es a través de un mecanismo de ataque nucleofílico, [6] mediante el cual, la catálisis ocurre con la unión de un sustrato de fosfato al Fe 2+ en el sitio activo de TRAP. Esto es seguido luego por un ataque nucleófilo por un ligando de hidróxido en el átomo de fósforo unido, lo que resulta en la ruptura del enlace éster de fosfato y la producción de un alcohol. La identidad y el mecanismo exactos del ligando de hidróxido no están claros, pero se cree que es un hidróxido que une los iones metálicos dentro del sitio activo o un hidróxido terminal unido a Fe 3+ , con informes contradictorios para ambos mecanismos.
Expresión de TRAP y localización celular
En circunstancias normales, TRAP se expresa en gran medida por los osteoclastos , los macrófagos activados , las neuronas y el endometrio porcino durante el embarazo. [7] [8] En ratas recién nacidas, TRAP también se detecta en el bazo, el timo, el hígado, los riñones, la piel, los pulmones y el corazón a niveles bajos. La expresión de TRAP aumenta en determinadas condiciones patológicas. Estos incluyen reticuloendoteliosis leucémica ( leucemia de células pilosas ), enfermedad de Gaucher , encefalopatía inducida por VIH , osteoclastoma y osteoporosis y enfermedades metabólicas óseas.
En los osteoclastos, TRAP se localiza dentro del área del borde ondulado, los lisosomas, las cisternas de Golgi y las vesículas. [5]
Gen TRAP, organización promotora y transcripción
La TRAP de mamíferos está codificada por un gen, que se localiza en el cromosoma 19 (19p13.2–13.3) en humanos y en el cromosoma 9 en ratones. El ADN de TRAP, como se esperaba de la secuenciación de proteínas , está altamente conservado en toda la clase de mamíferos. El gen TRAP se ha clonado y secuenciado en especies porcinas, ratas, humanas y murinas. [9] Los genes TRAP humanos, murinos y porcinos contienen 5 exones y tienen el codón ATG al comienzo del exón 2, siendo el exón 1 no codificante. Dentro del promotor del exón 1, hay tres promotores "específicos de tejido" distintos : 1A, 1B y 1C. [10] Esto permitiría controlar estrictamente la expresión de TRAP. A partir de este gen, se transcribe un ARNm de 1,5 kb con un marco de lectura abierto (ORF) de 969-975 pb que codifica una proteína de 323-325 aminoácidos. En la rata, el ORF tiene una longitud de 981 pb y codifica una proteína de 327 aminoácidos. TRAP se traduce como un único polipéptido. La transcripción del gen TRAP está regulada por el factor de transcripción asociado a la microftalmia . [11] [12]
Fisiología
Se desconocen las funciones fisiológicas exactas de TRAP, pero se han atribuido muchas funciones a esta proteína. En estudios de knockout, los ratones TRAP - / - exhiben osteopetrosis leve , asociada con una actividad reducida de los osteoclastos. Estos resultan en engrosamiento y acortamiento de las cortezas, formación de deformidades en forma de maza en el fémur distal y placas de crecimiento epifisarias ensanchadas con mineralización retardada del cartílago, todo lo cual aumenta con la edad. [13] En los ratones transgénicos que sobreexpresan TRAP, se produce una osteoporosis leve junto con una mayor actividad de los osteoblastos y síntesis ósea . [14] Las funciones propuestas de TRAP incluyen la desfosforilación de osteopontina / sialoproteína ósea , la generación de especies reactivas de oxígeno (ROS), el transporte de hierro y como factor de diferenciación y crecimiento celular .
Desfosforilación de proteínas y migración de osteoclastos
Se ha demostrado que la osteopontina y la sialoproteína ósea, fosfoproteínas de la matriz ósea, son sustratos TRAP in vitro altamente eficientes , que se unen a los osteoclastos cuando se fosforilan. [15] Tras la desfosforilación parcial, tanto la osteopontina como la sialoproteína ósea son incapaces de unirse a los osteoclastos . A partir de este efecto, se ha planteado la hipótesis de que TRAP se secreta desde el borde ondulado, desfosforila la osteopontina y permite la migración de los osteoclastos y que se produzca una mayor reabsorción.
Generación ROS
Las especies reactivas de oxígeno (ROS) se generan en macrófagos y osteoclastos a partir del superóxido (O 2 -. ), Que se forma a partir de la acción de la NADPH-oxidasa sobre el oxígeno (O 2 ). [16] Desempeñan un papel esencial en la función de las células fagocíticas.
TRAP, que contiene un hierro activo redox, cataliza la generación de ROS a través de la química de Fenton: [17]
O 2 → (NADPH-oxidasa) O 2− ∙ → (superóxido dismutasa) H 2 O 2 → (catalasa) H 2 O + O 2
TRAMPA-Fe 3+ (violeta) + O 2− ∙ → TRAMPA-Fe 2+ (rosa) + O 2
H 2 O 2 + TRAP-Fe 2+ (rosa) → HO ∙ + HO - + TRAP-Fe 3+
produciendo radicales hidroxilo , peróxido de hidrógeno y oxígeno singlete. En los osteoclastos, las ROS se generan en el borde ondulado y parecen ser necesarias para que se produzca la reabsorción y degradación.
Transporte de hierro
En la cerda preñada, la uteroferrina se expresa en gran medida en los fluidos uterinos. [18] Debido a la anatomía única del útero porcino y la expresión específica de TRAP inducida por progesterona; Se plantea la hipótesis de que la uteroferrina actúa como una proteína transportadora de hierro.
Factor de diferenciación y crecimiento celular
TRAP se asocia con la migración de los osteoclastos a los sitios de resorción ósea y, una vez allí, se cree que TRAP inicia la diferenciación, activación y proliferación de los osteoclastos . Esta hipótesis se formó a partir del examen de la estructura ósea de ratones sin TRAP. Se observó que, además de la osteopetrosis , la formación ósea se produjo de manera desordenada, donde la microarquitectura era muy irregular. [19]
En ratones que sobreexpresan TRAP, se ha encontrado que los ratones afectados son extremadamente obesos. Esto ha llevado a la hipótesis de que TRAP tiene participación en la obesidad hiperplásica.
Referencias
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enlaces externos
tartrato-resistente + ácido + fosfatasa en los encabezados de temas médicos de la Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. (MeSH)