Metabolismo del glutatión y enzimas antioxidantes frente al estrés por metal(oid)es y otros agentes, en el ciliado-modelo "Tetrahymena thermophila"

Resumo

El estrés oxidativo se define como el estado celular de desequilibrio entre moléculas oxidantes y antioxidantes. Esta definición se basa en la hipótesis Redox que se desarrolla en cuatro postulados: 1)Todo sistema vivo presenta elementos redox que son moléculas ricas en residuos de cisteína y que toman parte en los procesos de señalización celular, tráfico de macromoléculas y regulación fisiológica. 2)Estos elementos se coordinan mediante circuitos redox, que tienen nodos comunes como el glutatión (GSH) o la tiorredoxina (Trx). 3)Estas moléculas se localizan en diferentes compartimentos y son activadas por diferentes rutas de señalización. 4)El estrés oxidativo se origina como consecuencia de un mal funcionamiento de estos circuitos redox, que a su vez puede ser provocado por la interacción de moléculas oxidantes con algún grupo tiol antioxidante, por una alteración de los procesos de transferencia electrónica o la interrupción de los mecanismos de control de estos circuitos.Las células poseen diferentes defensas antioxidantes clasificadas en enzimáticas y no enzimáticas. En la categoría de no enzimáticas se incluye el glutatión, la tiorredoxina, las vitaminas, los pigmentos carotenoides, las metalotioneínas, las fitoquelatinas y otras moléculas ricas en cisteínas. Los sistemas enzimáticos incluyen enzimas que trabajan conjuntamente contra los radicales libres de oxígeno (ROS) e incluyen superóxido dismutasa, catalasa, peroxidasa, glutatión reductasa y tiorredoxina reductasa, entre otras.En nuestro trabajo hemos analizado el comportamiento de tres sistemas antioxidantes frente a diferentes productores de estrés oxidativo como son los metales, el paraquat (un herbicida), la menadiona y diversas condiciones ambientales. Los sistemas antioxidantes analizados son: el del glutatión-glutatión reductasa, la tiorredoxina-tiorredoxina reductasa y el del tripanotión/tripanotión reductasa. Nos propusimos como objetivos:1)1)Conocer la importancia del glutatión en la respuesta frente al estrés oxidativo inducida por metales y otros agentes en el ciliado-modelo Tetrahymena thermophila.2)Evaluar los requerimientos de enzimas antioxidantes (relacionadas o no con el me-tabolismo del glutatión) frente a ese mismo estrés. 3)LLevar a cabo un análisis comparativo in silico de las enzimas seleccionadas. 4)4)Proponer un posible escenario, tras integrar los datos obtenidos, del comportamien¬to celular frente al estrés originado por los metal(oid)es.Y nuestros principales descubrimientos han sido:1)Tetrahymena thermophila es el único protista de vida libre en el cual coexisten los tres sistemas antioxidantes del glutatión, tiorredoxina y tripanotión. De acuerdo con nuestros resultados los dos primeros sistemas son más activos que el tercero.2)Hemos demostrado la importancia del glutatión en la respuesta al estrés originada por metal (oid)es y otros agentes oxidantes. Así, en este ciliado hemos localizado 63 isoformas de genes codificantes para glutatión S-transferasas de las cuales el 74 por ciento se incluyen la clase Mu, que había sido descrita como exclusiva de animales3)T. thermophila es el único protista no fotosintético que posee tiorredoxinas reductasas de alto peso molecular, que son características de animales.