GENIO Y FIGURA DE LA BETAÍNA ALDEHÍDO DESHIDROGENASA

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