La proteína disulfuro isomerasa o PDI es una enzima presente en el retículo endoplasmático de los eucariotas que cataliza la formación y ruptura de puentes disulfuro entre cisteínas dentro de una proteína mientras esta se está plegando. Esto permite que la proteína encuentre rápidamente su conformación tridimiensional correcta, por lo tanto la enzima funciona catalizando el plegamiento proteico.
La PDI contiene cuatro dominios similares a tioredoxina, dos de los cuales conservan el motivo canónico CXXC. La forma reducida de la PDI (la forma ditiol), es capaz de catalizar la reducción de residuos tiol desemparejados de un sustrato particular, actuando como una isomerasa. Por lo tanto la PDI es capaz de catalizar la modificación postraduccional llamada intercambio de disulfuros. Estas reacciones de intercambio pueden ocurrir intramolecularmente, lo que lleva a un rearreglo de los enlaces disulfuro dentro de la proteína.
Otra de las principales funciones de la PDI se relaciona con su actividad como chaperona, por ejemplo ayuda a las proteínas incorrectamente plegadas a alcanzar su plegamiento correcto sin la ayuda de su actividad enzimática formadora de disulfuros.
La forma oxidada de la PDI puede catalizar la formación de un puente disulfuro. Esto causa la reducción de la PDI y otra proteína llamada Ero1, la vuelve a llevar a su estado oxidado nuevamente.
En los cloroplastos del alga unicelular Chlamydomonas reinhardtii la PDI conocida como RB60 sirve como un sensor redox que forma parte de un complejo proteico que se fija al ARNm implicado en la fotorregulación de la traducción del gen psbA, el gen que codifica para la proteína D1, que forma el núcleo del fotosistema II. Se ha sugerido que la PDI también tiene un papel en la formación de puentes disulfuro regulatorios en los cloroplastos.
La PDI asiste en la carga de péptidos antigénicos en las moléculas del CMH clase I. Estas moléculas (CMH I) se encuentran relacionadas con la presentación de péptidos en las células presentadoras de antígenos del sistema inmunitario.
Se ha descubierto que la PDI se encuentra involucrada en la ruptura de los enlaces de la proteína gp120 de la cubierta viral del VIH durante la infección de las células CD4+, y se sabe que es necesaria para que el VIH pueda infectar los linfocitos y monocitos. Algunos estudios han mostrado que para que la infección por HIV pueda ocurrir, esta proteína tiene que estar disponible en la superficie de la célula, agrupada en torno a la proteína CD4. Sin embargo, otros estudios en contraposición han mostrado que no se encuentra en la superficie celular, pero en cambio, se encuentra en cantidades significativas en el plasma sanguíneo.
Entre los genes humanos que codifican diferentes proteína disulfuro isomerasas se encuentran:
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