Los organismos se adaptan a los cambios del entorno mediante respuestas moleculares a corto y a largo plazo. Algunas más complejas y otras más sencillas, que van desde la activación de la expresión de un conjunto de genes, a la modificación covalente de un receptor, de una enzima, etc. Muchos de estos mecanismos se conocen desde hace décadas no obstante, todavía aparecen nuevos.
SONOS es el nombre que recibe esta nueva regulación molecular basada en la interacción entre dos aminoácidos de cisteína y un aminoácido de lisina, unidos a una molécula de oxígeno (azufre-oxígeno-nitrógeno-oxígeno-azufre). También podemos encontrar enlaces de tipo NOS (nitrógeno de una lisina, oxígeno y azufre de una cisteína). Este tipo de enlaces covalentes se forman en unas condiciones muy particulares, concretamente bajo condiciones de estrés oxidativo en las que hay presencia de especies reactivas de oxígeno (ROS).
La formación de estos enlaces, al igual que ocurre con la fosforilación/desfosforilación, modifica la conformación global de la proteína afectando de forma alostérica el centro catalítico o al sitio de unión a un receptor, modulando así su función.
Estos cambios conformacionales, en determinadas proteinas relacionadas con la respuesta a estrés oxidativo, podrían actuar como sensores del estrés oxidativo e incluso de la presencia o ausencia de oxígeno, así como regular la adaptación a cambios de un entorno aeróbico a un entorno anaeróbico. Sobre todo, teniendo en cuenta, que algunos de estos puentes se han encontrado en desmetilasas de histonas, que como sabéis, son el paso previo para la transcripción de los genes que quedan empaquetados en forma de ADN cromosómico.
Un estudio realizado in silico, que explora qué genes codifican proteínas con resíduos susceptibles a formar este tipo de enlaces NOS/SONOS, ha revelado que se encuentran ampliamente extendidos en proteínas de bacterias, eucariotas e incluso virus. Algunas de ellas pertenecen a patógenos como el propio SARS-CoV2 (COVID-19), Pseudomonas aerigunosa, Legionella, etc y podrían tener un papel importante durante la infección y el proceso inflamatorio.
Sin duda, este tipo de mecanismo de regulación, estará bajo la lupa de muchos grupos de investigación para entender el funcionamiento y la adaptación al entorno de los organismos con un interruptor que puede actuar a largo plazo (regulando la expresión génica) o a corto plazo sobre las propias enzimas mediante mecanismos alostéricos.
Si queréis ampliar información os dejo con el artículo:
Rabe von Pappenheim, F., Wensien, M., Ye, J. et al. Widespread occurrence of covalent lysine–cysteine redox switches in proteins. Nat Chem Biol (2022). https://doi.org/10.1038/s41589-021-00966-5
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