Caracterización estructural y funcional de la isoenzima glutaminasa GLS2 y su implicación en cáncer

Abstract

Las isoenzimas de glutaminasa (GLS y GLS2) catalizan el primer paso de la ruta de la glutaminolisis (conversión de glutamina a glutamato e iones amonio) y desempeñan un papel clave en crecimiento y proliferación del cáncer. GLS y GLS2 tienen diferentes patrones de expresión y regulación en diferentes órganos y tumores. Mientras que GLS se encuentra altamente expresado en muchos tipos de cáncer y se relaciona con proliferación, GLS2 se relaciona con un estado celular quiescente, menos proliferativo y diferenciado. En el primer capítulo de la tesis se ha abordado la caracterización cinética y funcional de la isoenzima GLS2. En la primera parte se describe la expresión y purificación heteróloga de proteínas recombinantes GLS2 (GLS21-602 y GLS256-602) en células procariotas y eucariotas. La purificación se llevó a cabo mediante una doble cromatografía, IMAC-Ni (Immobilized Metal Affinity Chromatography) seguida de una exclusión molecular. Se obtuvo una proteína inestable y con tendencia a la agregación al expresar la proteína truncada en E. coli, mientras que la proteína producida en células de insecto presentó mayor estabilidad. La estabilidad térmica de cada proteína se evaluó mediante ensayos de desplazamiento térmico. Con la proteína producida en células de insecto mediante el sistema MultiBac, se ensayaron casi 4000 condiciones diferentes para conseguir la formación de cristales de proteínas. Se obtuvieron microcristales de la proteína truncada bajo unas condiciones compuestas por Tris-HCl 0.1 M, pH 8 y sulfato de litio 1.6 M. La caracterización cinética de la GLS2 truncada mostró una baja dependencia de fosfato. Con respecto a la glutamina (Gln), la proteína expresada en eucariotas presentó un comportamiento hiperbólico, mientras que el comportamiento fue sigmoidal para la expresada en procariotas. Se midió la afinidad de GLS2 por uno de sus ligandos conocidos, GIP (Glutaminase-Interacting Protein) mediante BLI.