GENIO Y FIGURA DE LA BETAÍNA ALDEHÍDO DESHIDROGENASA

MENSAJE BIOQUÍMICO, Vol. XXVIII (2004)
Figura 10. Modelo tridimensional del monómero (A), dímero (B) y tetrámero (C) de la BADH
de P. aeruginosa. El monómero muestra los tres dominios característicos de todas las ALDHs,
así como los residuos esenciales para la catálisis de esta BADH. El dímero y el tetrámero
presentan a la Cys esencial en esferas rojas y amarillas (átomo de azufre).
De las 46 BADHs mostradas en la Figura 9, sólo se conoce la estructura cuaternaria de
8, entre ellas la de amaranto (1) y la de P. aeruginosa (43). Las enzimas de proteobacterias y
animales (5,7,43,44), son tetraméricas (dímero de dímeros), mientras que las de bacterias
firmicutes y las de vegetales (1,45) son dímeros, por lo que parece existir una correlación entre la
inclusión de una enzima en el Grupo I o II del árbol filogenético y su estado de agregación.
Las enzimas tetraméricas de P. aeruginosa y de riñón de cerdo, pero no la dimérica de
hoja de amaranto, se disocian a bajas concentraciones de iones monovalentes (43), indicando
que éstos son importantes para la estabilidad del tetrámero, probablemente debido a que hay
una gran densidad de cargas negativas en la región de contacto entre los dímeros. Ambas
enzimas tetraméricas mantienen su estructura cuaternaria nativa a la concentración fisiológica de
KCl (43).
No se conoce el factor que determina la estructura cuaternaria de las ALDHs o de las
BADHs, aunque se ha encontrado que el área de contacto dímero-dímero es considerablemente
más hidrofóbica en las ALDHs tetraméricas que su correspondiente en las diméricas, por lo que
se propone que estas interacciones hidrofóbicas podrían ser las que disparan la formación de los
tetrámeros. Una vez que se ha producido el ensamblaje del tetrámero, aminoácidos muy
específicos se involucrarían en el mantenimiento (estabilidad) de la estructura cuaternaria de las
ALDHs, a través de la formación de puentes de hidrógeno o salinos interdímeros (46). A nosotros
nos interesó estudiar la contribución a la estabilidad total del tetrámero de las interacciones que
se dan entre monómeros de una misma unidad dimérica, usando como modelo la enzima de P.
aeruginosa y seleccionando dos residuos que se localizan en la interfase monómero-monómero:
I313 y C439. En el modelo tridimensional de la BADH de P. aeruginosa, I313 está formando,
junto con F279 y V275 de la misma subunidad, un hoyo hidrofóbico en donde encaja el último
residuo de la otra subunidad, la F490 (Figura 11), haciendo una especie de broche que
indudablemente contribuye a la estabilidad de la unidad dimérica. Esto es consistente con que
todas las BADHs poseen en un residuo hidrofóbico (isoleucina, leucina o valina) en la posición
equivalente a I313. En cuanto a C439, parece estar formando un puente de hidrógeno, o un
puente salino si su grupo tiol está ionizado, con K477 de la otra subunidad.
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