Desorden estructural en G0S2 y PLIN1, proteínas involucradas en el metabolismo de lípidos

Abstract

"La lipólisis es un proceso muy importante en el metabolismo celular, en su regulación participan distintas proteínas, una de ellas es Perilipin 1; esta proteína es la encargada de estabilizar la gota de lípidos donde se almacenan los triglicéridos y de esta manera protegerlos de la acción de las lipasas. Esta proteína tiene un dominio C-terminal único, con el cual secuestra y estabiliza a la proteína CGI-58 para que no interaccione y active a la lipasa ATGL e inicie la lipólisis. Por otra parte, cuando ya se está llevando a cabo un proceso de lipólisis y ésta necesita ser inactivada, entra en juego la proteína G0S2, esta proteína aparte de interaccionar e inhibir a ATGL, también está involucrada en otros procesos como la apoptosis, proliferación celular y la fosforilación oxidativa. Se carecen de estudios estructurales de ambas proteínas por lo que en este trabajo, nos dimos a la tarea de realizar una caracterización biofísica tanto del dominio C-terminal de Perilipin 1 de ratón (mPLIN1C), como de G0S2 humano (hG0S2) y ratón (mG0S2). Por análisis bioinformático se predice que tanto mPLIN1C como hG0S2 y mG0S2 tienden al desorden. La caracterización experimental por cromatografía de exclusión molecular y dispersión dinámica de luz, mostraron que el mPLIN1C y hG0S2 tiene una conformación elongada mientras que mG0S2 tiene propiedades similares a las de una proteína globular. La caracterización estructural por dicroísmo circular en condiciones nativas mostró que estas proteínas se encuentran principalmente desestructuradas, mostrando la presencia de estructuras de tipo hebra beta. Sugerimos que el desorden intrínseco observado en la proteína G0S2 puede facilitar su interacción con múltiples proteínas en la regulación del metabolismo celular, mientras que para mPLIN1C, el desorden intrínseco le permite estar potencialmente disponible para interaccionar y estabilizar a CGI-58 y estar expuesto a modificaciones adicionales."

"Lipolysis is an important process in cell metabolism and is regulated by several proteins, one of them is Perilipin 1, this protein is responsible for the stabilization of lipid droplets, where triglycerides are stored and thus protecting them from the action of lipases. Perilipin 1 has a unique C-terminal domain, this domain sequesters and stabilizes CGI-58, so preventing the interaction with ATGL and the activation of lipolysis. On the other hand, when lipolysis is taking place and requires an inactivation process, G0S2 protein comes into play, this protein interacts and inactivates ATGL, and is also involved in other processes such as apoptosis, cell proliferation and oxidative phosphorylation. Structural characterization of these proteins is limited. In this work, we perform a biophysical characterization of the C-terminal domain of mouse Perilipin 1 (mPLIN1C), as well as human (hG0S2) and mouse G0S2 (mG0S2). Bioinformatic suggests that mPLIN1C and G0S2 proteins tend toward disorder. Experimental characterization by size-exclusion chromatography and dynamic light scattering showed that mPLIN1C and human G0S2 have an elongated conformation while mG0S2 has similar properties of a globular protein. Structural analysis by circular dichroism revealed that in native conditions, these proteins are mainly unstructured, showing the presence of beta sheet structures. We suggest that the intrinsic disorder observed in the G0S2 protein may facilitate its interaction with multiple proteins in the regulation of cellular metabolism, while for mPLIN1C, the intrinsic disorder allows it to be potentially available to interact and stabilize CGI-58 and to be accessible to additional modifications."