El trabajo, que se publica este viernes en 'Nature Communications' y que ha sido coordinado por el doctor Jorge Alegre-Cebollada, del CNIC, describe un nuevo mecanismo de regulación de la elasticidad de la proteína gigante titina.

Titina, explicó el doctor Alegre-Cebollada, es una proteína clave para el funcionamiento de los músculos en general, y del corazón en particular. “Prueba de ello es que mutaciones en el gen de la titina son causa frecuente de miopatías y de miocardiopatías”, añadió.

La titina es la proteína más grande presente en el ser humano y, por tanto, tiene multitud de funciones. Simplificando mucho, aseguró el investigador del CNIC, “podemos describirla como un ‘muelle molecular’, que permite que las células musculares se contraigan en sintonía”. Sin embargo, no es un muelle sencillo y uno de los varios mecanismos físicos que determinan la elasticidad de la titina es el desplegamiento de ciertas regiones de su estructura, llamadas dominios inmunoglobulina. Existen más de cien dominios en titina cuya acción concertada determina la elasticidad global de esta proteína.

Usando técnicas de bioinformática y de biología estructural, el equipo se percató de que estos dominios inmunoglobulina incluían un contenido elevado de un aminoácido muy especial, la cisteína. “En una proteína, cuando dos cisteínas están próximas pueden dar lugar a un enlace químico entre ellas, denominado ‘puente disulfuro' (...), que predicen cambios drásticos en las propiedades elásticas de la titina”.

La formación de puentes disulfuro a partir de cisteínas forma parte de un conjunto más amplio de transformaciones bioquímicas denominadas de óxido-reducción (rédox). Desde hace décadas se conoce que procesos patológicos como el infarto conducen a cambios drásticos en el miocardio.

Actualmente, el grupo del doctor Alegre-Cebollada está investigando cómo la modificación del estado rédox de titina es utilizada por el organismo como mecanismo de modulación de la actividad muscular y cardiaca, y cómo distintas enfermedades pueden interferir con la actividad mecánica de la proteína, resultando en pérdidas funcionales. “Los hallazgos mecánicos que publicamos han sido posibles gracias a sistemas reconstituidos in vitro, de los cuales hemos aprendido mucho. El reto ahora es entender cómo estos principios básicos emergen en el ser vivo, que es lo que pretendemos en mi grupo mediante un enfoque multidisciplinar que incluye lo mejor de la fisiología, la biología, la física y la bioquímica”, concluyó el doctor Alegre-Cebollada. El trabajo es el resultado de la colaboración de este experto con el grupo del profesor Julio Fernández, de la Universidad de Columbia.