Caracterización estructural y funcional de la tirosina aminotransferasa de leishmania infantum

Resumen

La leishmaniasis es una enfermedad causada por distintas especies del género Leishmania (Kinetoplastida: Trypanosomatidae) con una incidencia estimada anual de entre 900.000 y 1,8 millones de casos. L. infantum es el agente etiológico responsable de la leishmaniasis visceral zoonótica en la que el perro es el principal reservorio en la cuenca mediterránea. Leishmania spp. tiene un ciclo digenético en el que se alternan el estadío promastigote extracelular en el tubo digestivo del vector, Phlebotomus, con el estadío amastigote inmóvil en el interior de los macrófagos del hospedador mamífero. La terapia actual frente a la leishmaniasis está muy limitada debido a su toxicidad, elevado coste y al desarrollo de resistencias y recidivas. En el presente trabajo, la tirosina aminotransferasa de L. infantum (LiTAT) se ha identificado como una enzima importante en el metabolismo del parásito. LiTAT es una proteína citoplasmática que está involucrada en el primer paso de la ruta de degradación de aminoácidos aromáticos, el cual consiste en la transaminación del grupo amino desde un aminoácido a un oxoácido. Como ocurre en T. cruzi, el producto final de la ruta de degradación de la tirosina (el ácido p-hidroxifenil láctico), que se ha asociado a la patogenia de la enfermedad en otros tripanosomátidos, es excretado en gran cantidad por los promastigotes al medio de cultivo, lo que es indicativo de una ruta metabólica muy activa. El porcentaje de identidad de secuencia de LiTAT con la proteína ortóloga en mamíferos es del 37% y la especificidad frente a los sustratos oxoácidos entre ambas es muy distinta. La expresión de la proteína se confirmó tanto en promastigotes en fase logarítmica temprana, como en amastigotes. El hierro es un factor necesario para el inicio de la expresión de LiTAT en fase logarítmica temprana. Por otro lado, la degradación de LiTAT puede ser eludida por la deleción del extremo N-terminal de 38 aminoácidos y por la inhibición de la subunidad 26S del proteasoma. En promastigotes en fase estacionaria, la proteína sólo se expresa en la subpoblación metacíclica con mayor capacidad infectiva. Además, LiTAT se sobre-expresa en una cepa de L. infantum (chagasi) resistente a óxido nítrico. Dicha sobre-expresión podría explicarse por su interacción con la malato descarboxilasa, responsable, entre otras, de la síntesis de piruvato a partir de malato produciendo NADPH, requerido en la protección frente a estrés oxidativo. Todo esto hace de LiTAT una buena diana terapéutica para el desarrollo de nuevos compuestos inhibidores. Por ello, mediante cristalografía de rayos X, se ha resuelto la estructura de la proteína LiTAT a una resolución de 2,35 Å. Esto ha permitido dilucidar el mecanismo de reacción que se produce durante el proceso de transaminación en el centro activo de la enzima y ha permitido el desarrollo de un grupo farmacóforo con el que poder identificar nuevas moléculas que podrían inhibir la actividad de la enzima.