CIENCIA. Descubren molécula que entrega Zinc, un metal esencial, a proteínas cruciales

  Una proteína llamada ZNG1 ayuda a las células a utilizar el zinc cuando las reservas de este nutriente esencial se están agotando. bagi199...

 

Una proteína llamada ZNG1 ayuda a las células a utilizar el zinc cuando las reservas de este nutriente esencial se están agotando. bagi1998/E+ vía Getty Images

Todos los seres vivos, incluidas las personas, necesitan zinc en sus dietas. Obtener muy poco de este metal esencial puede afectar el crecimiento y causar disfunción inmunológica, trastornos neurológicos y cáncer. 

Desafortunadamente, más del 17% de la población mundial está en riesgo de deficiencia de zinc. La Organización Mundial de la Salud considera que este tipo de desnutrición relacionada con los micronutrientes es uno de los principales contribuyentes a la enfermedad y la muerte.

Después de comer, las células de su cuerpo absorben zinc. Dentro de cada célula, el zinc se une a las proteínas para apoyar su estructura y función. Los investigadores estiman que hasta el 10 % de todas las proteínas necesitan zinc para funcionar correctamente. En este sentido, una proteína de zinc sin zinc es similar a un automóvil sin motor o sin tornillos que lo mantengan unido: es posible que no funcione o se desmonte por completo.

A pesar de la importancia del zinc para la salud humana, varios aspectos de cómo apoya los procesos celulares no se comprenden completamente, incluida la forma en que se incorpora a las proteínas esenciales para la función celular en primer lugar. ¿Qué proteínas en la célula obtienen zinc primero, especialmente si no hay suficiente para todos? ¿Cómo llega el zinc a estas importantes proteínas?

Los científicos del Laboratorio Skaar en el Centro Médico de la Universidad de Vanderbilt y el Laboratorio Giedroc en la Universidad de Indiana, han identificado recientemente la primera molécula conocida que entrega zinc a proteínas cruciales.

El zinc es un micronutriente sin el que no se puede vivir.


Llevar zinc a donde debe ir

Los científicos investigaron las moléculas que produce una célula cuando los niveles de zinc son bajos. Una familia de proteínas parecía particularmente interesante porque parecía que podría ser una metalochaperona potencial , una proteína que inserta selectivamente metales, como el zinc y el hierro, en otras proteínas. A esta familia de proteínas se las conoce como ZNG1.

Resulta que todos los vertebrados tienen el gen que dirige a las células para que produzcan ZNG1. Si bien ZNG1 interactúa con varias proteínas que se unen al zinc, una en particular, una proteína llamada METAP1 , llamó su atención. Se sabe que METAP1 activa muchas otras proteínas esenciales dentro de la célula. Las células sin proteínas METAP funcionales no pueden sobrevivir.

METAP1 interactúa con las proteínas ZNG1 en todas las especies, entre ellas el pez cebra, los ratones y las personas. El hallazgo sugiere que la conexión entre estas dos proteínas se ha mantenido durante más de 400 millones de años de evolución, lo que significa que el papel de apoyo de ZNG1 en la función METAP1 es importante en todos los organismos que producen estas proteínas.

Para estudiar el papel que juega ZNG1 en la salud animal, los científicos mutaron el gen que codifica ZNG1 en ratones y peces cebra. Cuando los animales sin ZNG1 fueron privados de zinc, no crecieron o mostraron defectos de desarrollo. Aunque los animales todavía tienen trazas de zinc disponibles, no pudieron usar el zinc correctamente. Esto confirmó que ZNG1 ayuda a que METAP1 funcione correctamente, probablemente ayudándolo a unirse o usar zinc.

Usando imágenes moleculares y otros métodos, también observaron que las mitocondrias productoras de energía de las células de ratón hambrientas de zinc sin proteínas ZNG1 no funcionaban correctamente. Esto destaca la importancia de ZNG1 durante los períodos de deficiencia de zinc al ayudar a la célula a asignar niveles mínimos de este metal esencial a las mitocondrias y, en última instancia, mantener la producción de energía celular.

Los alimentos ricos en zinc incluyen una variedad de carnes, nueces y legumbres, huevos y cereales integrales. bit245/iStock a través de Getty Images Plus

ZNG1 puede ser la clave para la deficiencia de zinc

Los científicos creen que esta investigación es solo el primer paso para comprender mejor cómo las metalochaperones de zinc mantienen la salud y la función celular cuando los niveles de zinc son bajos.

Se cree que ZNG1 apoya la función de proteínas dependientes de zinc adicionales en la célula. De esa manera, ZNG1 sería el guardián que distribuye zinc a una red de proteínas esenciales, lo que finalmente permitiría que un organismo sobreviva incluso si el zinc en la dieta es limitado.

Esta investigación allana el camino para comprender cómo las células utilizan el zinc durante los períodos de desnutrición o deficiencia de zinc. La investigación adicional sobre las proteínas a las que ZNG1 da preferentemente zinc cuando no hay suficiente disponible podría ayudar a identificar qué procesos celulares son más cruciales para mantener la vida cuando el zinc es limitado. Esto, a su vez, podría ayudar en la lucha contra las consecuencias negativas para la salud de la deficiencia de zinc.

Fuente: Universidad de Vanderbilt

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