Características de la proteína

Características moleculares:

En Expasy se pueden encontrar una serie de propiedades físico-químicas de la proteína en estudio: 

• Medida: 160 aminoácidos (133 tras la eliminación del péptido señal)  

• Peso molecular: 18385.3 

• Da pI teórico: 10.12. Es un pI alto en comparación con otras familias de la misma proteína. Esto es debido a su rico contenido en arginina, lo que la hace ser una molécula muy afín y propensa a unirse a moléculas cargadas negativamente como las que se encuentran en las membranas celulares.  

• Número de aminoácidos con carga negativa (Asp+Glu): 7 

• Número de aminoácidos con carga positiva (Arg+Lys): 20

La ECP es una proteína de simple cadena que contiene Zn en su estructura. La proteína funcional posee varias modificaciones postraduccionales: puentes disulfuro, glicosilaciones y nitraciones. La proteína presenta tres potentes sitios de glicosilación en su secuencia aminoacídica, lo que produce una heterogeneidad; hasta el presente se han encontrado 6 variantes de ella. Esta proteína también es conocida como RNAasa3 debido a su homología con ribonucleasas humanas y con otras de diferentes vertebrados. También la ECP muestra un 67% de homología con otra proteína que es liberada por los eosinófilos: la neurodoxina.

Localización

Hay ciertas alteraciones inflamatorias en las que participan los eosinófilos. Además, a los eosinófilos se les atribuye una importante acción citotóxica, mediada por las proteínas básicas contenidas en sus gránulos. La proteína catiónica del eosinófilo (ECP) es una proteína muy básica que se localiza en la matriz de los gránulos y es específica de los eosinófilos, al contrario de otros factores que también están presentes en los neutrófilos. La proteína ECP es secretada por las células, por lo que posee un péptido señal de secreción. Permanece en la matriz de los gránulos a la espera de la activación por un estímulo inmune. La degranulación se debe a la activación de los eosinófilos.

Figura 4: Ejemplo de proceso de actuación de eosinófilos

En la página web Phobius se analiza la presencia de ese péptido señal. Tal como se observa en la siguiente imagen, dicho péptido se encuentra en el extremo N-terminal y tiene una longitud de 27 aminoácidos. El resto de la proteína se predice como no citoplasmática, lo que concuerda con el hecho de que se trata de una proteína de secreción.

Figura 5: Detección del péptido señal mediante Phobius

Función:

La ECP es una potente molécula citotóxica con capacidad de matar diferentes poblaciones celulares ya sean originarias de mamíferos o no; también le son atribuidas otras funciones asociadas a alteraciones en el funcionamiento de diferentes sistemas de órganos y numerosos tejidos en el organismo (Figura 2). Así, tiene una gran variedad de actividades biológicas. Exhibe actividad antibacteriana, incluyendo despolarización de la membrana citoplasmática, especialmente de Gram-negativa, pero también en algunas cepas Gram-posivas. Promueve el desprendimiento de la membrana externa de E.coli, alteración general de la célula y pérdida parcial del contenido celular.

El mecanismo citotóxico es debido a la capacidad de la ECP de construir poros en las membranas celulares que permiten el tránsito de agua y pequeñas moléculas, lo que afecta la integridad celular y provoca lisis osmótica.

Por otro lado, tiene una actividad RNAasa aunque es baja; presenta tres residuos importantes para esta función.

Predicción de la función:

Una vez conocida la función de la proteína, resulta interesante hacer una predicción de la misma a partir de la secuencia para comprobar si los resultados concuerdan. La predicción de la función de proteínas es interesante porque permite varias cuestiones:

• Situar los residuos funcional y estructuralmente importantes 

• Conocer las relaciones de parentesco evolutivo

• Clasificar las proteínas en familias con funciones conocidas

En la búsqueda de motivos y dominios que puedan dar idea de la función de una proteína se pueden utilizar diferentes bases de datos. En este caso, el estudio se realiza en una base de datos integrada: InterProScan.

Figura 6: Detección de motivos y dominios con InterProScan

En la primera línea, en azul claro, lo predicho es la propia proteína ECP_HUMAN, pero sin el péptido señal. En marrón, la proteína entera y en rosa, el péptido señal.  Motivos o dominios encontrados:

• Rubonuclease

• RNaseA

• Pancreatic ribonuclease

• RNase A-like

Efectivamente los dominios encontrados corresponden a la actividad ribonucleasa. Se ha comentado que la ECP presenta esta actividad, a pesar de ser menos intensa que la de otras ribonucleasas.

Al realizar un multialineamiento con homólogos lejanos se observa que la ECP presenta similitud con diversas ribonucleasas, lo que concuerda con la predicción anterior.