Factor inductor de apoptosis

Familia de proteínas
factor inductor de apoptosis asociado a la mitocondria, 1
Estructura cristalográfica del factor inductor de apoptosis humano (diagrama de dibujos animados con colores del arco iris, extremo N = azul, extremo C = rojo). [1]
Identificadores
SímboloGFIA1
Símbolos alternativosPDCD8
Gen NCBI9131
HGNC8768
OMI300169
Secuencia de referenciaNúmero de modelo_004208
Protección unificadaO95831
Otros datos
LugarCro. X q25-q26
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EstructurasModelo suizo
DominiosInterprofesional

El factor inductor de apoptosis está involucrado en la iniciación de una vía de apoptosis independiente de la caspasa (regulador intrínseco positivo de la apoptosis) al provocar la fragmentación del ADN y la condensación de la cromatina. El factor inductor de apoptosis es una flavoproteína . [2] También actúa como una NADH oxidasa. Otra función del AIF es regular la permeabilidad de la membrana mitocondrial tras la apoptosis. Normalmente se encuentra detrás de la membrana externa de la mitocondria y, por lo tanto, está aislado del núcleo. Sin embargo, cuando la mitocondria está dañada, se mueve al citosol y al núcleo. La inactivación del AIF conduce a la resistencia de las células madre embrionarias a la muerte tras la retirada de los factores de crecimiento, lo que indica que está involucrado en la apoptosis. [2] [3]

Función

El factor inductor de apoptosis (AIF) es una proteína que desencadena la condensación de la cromatina y la fragmentación del ADN en una célula para inducir la muerte celular programada. Se descubrió que la proteína AIF mitocondrial es un efector de muerte independiente de la caspasa que puede permitir que los núcleos independientes experimenten cambios apoptóticos. El proceso que desencadena la apoptosis comienza cuando la mitocondria libera AIF, que sale a través de la membrana mitocondrial, ingresa al citosol y se mueve al núcleo de la célula, donde le indica a la célula que condense sus cromosomas y fragmente sus moléculas de ADN para prepararse para la muerte celular. Recientemente, los investigadores han descubierto que la actividad del AIF depende del tipo de célula, la agresión apoptótica y su capacidad de unión al ADN. El AIF también desempeña un papel importante en la cadena respiratoria mitocondrial y las reacciones redox metabólicas . [4]

Síntesis

La proteína AIF se encuentra distribuida en 16 exones del cromosoma X en los seres humanos. La AIF1 (el tipo más abundante de AIF) se traduce en el citosol y se recluta en la membrana mitocondrial y el espacio intermembrana mediante su señal de localización mitocondrial (MLS) N-terminal. Dentro de la mitocondria, la AIF se pliega en su configuración funcional con la ayuda del cofactor flavina adenina dinucleótido (FAD).

Una proteína llamada Scythe (BAT3), que se utiliza para regular la organogénesis, puede aumentar la vida útil del AIF en la célula. Como resultado, la disminución de las cantidades de Scythe conduce a una fragmentación más rápida del AIF. El inhibidor de la apoptosis ligado al cromosoma X ( XIAP ) tiene el poder de influir en la vida media del AIF junto con Scythe. Juntos, los dos no afectan al AIF unido a la membrana mitocondrial interna, sin embargo, influyen en la estabilidad del AIF una vez que sale de la mitocondria. [4]

Papel en las mitocondrias

Se pensaba que si una versión recombinante del AIF carecía de los primeros 120 aminoácidos del extremo N de la proteína, el AIF funcionaría como una NADH y NADPH oxidasa. Sin embargo, se descubrió que el AIF recombinante que no tiene los últimos 100 aminoácidos del extremo N tienen una actividad limitada de la NADP y la NADPH oxidasa. Por lo tanto, los investigadores concluyeron que el extremo N del AIF puede funcionar en interacciones con otras proteínas o controlar las reacciones redox del AIF y la especificidad del sustrato.

Las mutaciones del AIF debidas a deleciones han estimulado la creación del modelo murino de deficiencia del complejo I. La deficiencia del complejo I es la causa de más del treinta por ciento de las enfermedades mitocondriales humanas. Por ejemplo, las mitocondriopatías del complejo I afectan principalmente a los bebés y provocan síntomas como convulsiones, ceguera, sordera, etc. Estos modelos murinos deficientes en AIF son importantes para corregir las deficiencias del complejo I. La identificación de las proteínas que interactúan con el AIF en la membrana mitocondrial interna y el espacio intermembrana ayudará a los investigadores a identificar el mecanismo de la vía de señalización que controla la función del AIF en las mitocondrias. [4]

Isoenzimas

Los genes humanos que codifican isoenzimas del factor inductor de apoptosis incluyen:

Evolución

La función apoptótica de los AIF se ha demostrado en organismos pertenecientes a diferentes organismos eucariotas, incluidos los factores humanos mencionados anteriormente: AIM1, AIM2 y AIM3 (Xie et al. , 2005), los factores de levadura NDI1 y AIF1, así como el AIF de Tetrahymena. El análisis filogenético indica que la divergencia de las secuencias AIFM1, AIFM2, AIFM3 y NDI ocurrió antes de la divergencia de los eucariotas. [5]

Papel en el cáncer

A pesar de su participación en la muerte celular, el AIF desempeña un papel que contribuye al crecimiento y la agresividad de una variedad de tipos de cáncer, incluidos el cáncer colorrectal , de próstata y de páncreas , a través de su actividad NADH oxidasa. La actividad enzimática del AIF regula el metabolismo, pero también puede aumentar los niveles de ROS promoviendo moléculas de señalización activadas por estrés oxidativo, incluidas las MAPK . La señalización redox mediada por el AIF promueve la activación de JNK1 , que a su vez puede desencadenar el cambio de cadherina . [6] [7] [8] [9]

Véase también

Referencias

  1. ^ AP : 1M6I ​; Ye H, Cande C, Stephanou NC, Jiang S, Gurbuxani S, Larochette N, Daugas E, Garrido C, Kroemer G, Wu H (septiembre de 2002). "La unión al ADN es necesaria para la acción apoptogénica del factor inductor de apoptosis". Biología estructural de la naturaleza . 9 (9): 680–4. doi :10.1038/nsb836. PMID  12198487. S2CID  7819466.
  2. ^ ab Joza N, Pospisilik JA, Hangen E, Hanada T, Modjtahedi N, Penninger JM, Kroemer G (agosto de 2009). "AIF: no solo un factor inductor de apoptosis". Anales de la Academia de Ciencias de Nueva York . 1171 (1): 2–11. Bibcode :2009NYASA1171....2J. doi :10.1111/j.1749-6632.2009.04681.x. PMID  19723031. S2CID  35011873.
  3. ^ Candé C, Cohen I, Daugas E, Ravagnan L, Larochette N, Zamzami N, Kroemer G (2002). "Factor inductor de apoptosis (AIF): un nuevo efector de muerte independiente de caspasa liberado de las mitocondrias". Bioquimia . 84 (2–3): 215–22. doi :10.1016/S0300-9084(02)01374-3. PMID  12022952.
  4. ^ abc Hangen E, Blomgren K, Bénit P, Kroemer G, Modjtahedi N (mayo de 2010). "Vida con o sin AIF". Tendencias en ciencias bioquímicas . 35 (5): 278–87. doi :10.1016/j.tibs.2009.12.008. PMID  20138767.
  5. ^ Klim J, Gładki A, Kucharczyk R, Zielenkiewicz U, Kaczanowski S (mayo de 2018). "Reconstrucción del estado ancestral de la maquinaria de apoptosis en el ancestro común de los eucariotas". G3 . 8 (6): 2121–2134. doi :10.1534/g3.118.200295. PMC 5982838 . PMID  29703784. 
  6. ^ Urbano A, Lakshmanan U, Choo PH, Kwan JC, Ng PY, Guo K, Dhakshinamoorthy S, Porter A (agosto de 2005). "AIF suprime la apoptosis inducida por estrés químico y mantiene el estado transformado de las células tumorales". The EMBO Journal . 24 (15): 2815–26. doi :10.1038/sj.emboj.7600746. PMC 1182241 . PMID  16001080. 
  7. ^ Lewis EM, Wilkinson AS, Jackson JS, Mehra R, Varambally S, Chinnaiyan AM, Wilkinson JC (diciembre de 2012). "La actividad enzimática del factor inductor de apoptosis favorece el metabolismo energético, lo que beneficia el crecimiento y la invasividad de las células de cáncer de próstata avanzado". The Journal of Biological Chemistry . 287 (52): 43862–75. doi : 10.1074/jbc.M112.407650 . PMC 3527969 . PMID  23118229. 
  8. ^ Scott AJ, Wilkinson AS, Wilkinson JC (abril de 2016). "El estado metabólico basal regula el soporte de crecimiento dependiente de AIF en células de cáncer de páncreas". BMC Cancer . 16 : 286. doi : 10.1186/s12885-016-2320-3 . PMC 4841948 . PMID  27108222. 
  9. ^ Scott AJ, Walker SA, Krank JJ, Wilkinson AS, Johnson KM, Lewis EM, Wilkinson JC (septiembre de 2018). "AIF promueve un cambio de cadherina mediado por JNK1 independientemente de la estabilización de la cadena respiratoria". The Journal of Biological Chemistry . 293 (38): 14707–14722. doi : 10.1074/jbc.RA118.004022 . PMC 6153284 . PMID  30093403. 
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