GENIO Y FIGURA DE LA BETAÍNA ALDEHÍDO DESHIDROGENASA
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Muñoz Clares y Velasco García<br />
catalítica tenga un valor de pKa considerablemente disminuido. Una forma de lograrlo es<br />
mediante la formación de un par iónico con un residuo de un aminoácido cargado positivamente.<br />
Nosotros exploramos esta posibilidad en la enzima de amaranto y de P. aeruginosa<br />
determinando el efecto del pH sobre la reactividad de la cisteína catalítica con un reactivo<br />
específico para tioles, el metil metanotiosulfonato (MMTS), el cual modifica en forma covalente a<br />
la cisteína catalítica inactivando a la enzima. La dependencia del pH de la constante de<br />
velocidad de inactivación para ambas enzimas (Figura 6) mostró dos valores de pKa para esta<br />
cisteína: uno muy bajo, aproximadamente de 4, que es el del tiolato cuando está formando un<br />
par iónico con otro residuo del sitio activo cargado positivamente, de naturaleza aún<br />
desconocida, y otro, de aproximadamente 7.6, que es el del tiolato libre (28). La formación de<br />
pares iónicos provoca así una disminución de varias unidades de pH en el pKa del tiol y, por lo<br />
tanto, a los valores de pH del medio intracelular el residuo de cisteína catalítica está<br />
mayoritariamente en forma de tiolato muy reactivo.<br />
La alta reactividad de la cisteína catalítica podría ser de utilidad para el diseño de<br />
fármacos específicos que pudieran utilizarse como agentes antibacterianos en la lucha contra el<br />
patógeno P. aeruginosa, que presenta una alta resistencia hacia los antibióticos debido a su baja<br />
permeabilidad membranal y a su activo sistema de expulsión multidrogas (29). En un primer<br />
intento de explorar esta estrategia, estudiamos el efecto del disulfiram (DSF), sobre la BADH de<br />
este microorganismo, y con fines comparativos, en la BADH de amaranto. Esta sustancia, que se<br />
utiliza como un auxiliar en el tratamiento del alcoholismo crónico, inhibe irreversiblemente a la<br />
aldehído deshidrogenasa hepática involucrada en el metabolismo del alcohol (ALDH2),<br />
provocando una acumulación del acetaldehído, lo que desencadena una reacción desagradable<br />
(náuseas y vómitos) (30). En el caso de la betaína aldehído, el sustrato de la BADH, se ha<br />
comprobado que su acumulación resulta letal para P. aeruginosa (31), por lo que esta enzima<br />
parecería ser un blanco excelente de agentes antibacterianos. A diferencia de la BADH de<br />
hígado de humano, que es insensible a la inhibición por DSF (32), las enzimas de P. aeruginosa<br />
y de amaranto se inactivan por este compuesto (33), abriendo así un camino de investigación<br />
para el posible desarrollo de un nuevo agente terapéutico contra las infecciones de este<br />
patógeno oportunista. También es interesante el efecto inactivante que sobre la BADH de<br />
amaranto tiene el DSF, porque éste es un compuesto análogo a un grupo de compuestos<br />
herbicidas de uso muy extendido, los tiocarbamatos.<br />
Regulación a largo plazo<br />
La regulación a largo plazo se ejerce modificando los niveles de la enzima presentes en<br />
la célula, ya sea por un cambio en su síntesis o en su degradación. No se conocen hasta el<br />
momento ni los mecanismos de degradación de la BADH ni su vida media en ningún organismo,<br />
pero se sabe que es una enzima inducible. En las bacterias y plantas en las que BADH juega un<br />
papel relevante en la respuesta al estrés osmótico se ha demostrado que en los niveles de<br />
mRNA, proteína y actividad de BADH se incrementan notablemente bajo esta condición adversa,<br />
ya sea provocada por déficit de agua o por una elevada salinidad del medio (1,6,34). De hecho,<br />
en muchos de estos organismos, los niveles de expresión del gen que codifica para la BADH en<br />
ausencia de este estrés son muy bajos, prácticamente nulos. Por el contrario, en las bacterias en<br />
que la BADH participa en la degradación de colina o sus precursores, como en P. aeruginosa, el<br />
estrés osmótico no la induce, pero sí la presencia de estos compuestos en el medio de cultivo<br />
(3,6,35). En una de estas bacterias, Rhizobium meliloti, este estrés disminuye la actividad de las<br />
enzimas que degradan glicina betaína (35), lo que provoca la acumulación del osmoprotector.<br />
Regulación a corto plazo<br />
La regulación a corto plazo de una actividad enzimática se lleva acabo por cambios en la<br />
actividad de la enzima preexistente a consecuencia ya sea de la unión de algún ligando -