La hexoquinasa 2 de la levadura saccharomyces cerevisiae, un sistema modelo para estudiar la glucoquinasa humana como una diana terapéutica para la diabetes tipo 2

Abstract

La alta incidencia y elevada tasa de mortalidad que tiene la diabetes en la población mundial la constituyen como una de las peores pandemias de la actualidad. Desde hace décadas multitud de investigaciones en torno a esta enfermedad han permitido un mejor conocimiento de los mecanismos moleculares que la provocan y por tanto una mejor aproximación a posibles dianas terapéuticas. Entre estas últimas surgió como candidata de gran interés farmacológico la enzima glucoquinasa por sus características funcionales (cataliza el primer paso de la glucólisis y tiene capacidad sensora de la concentración de glucosa en el medio) y cinéticas (cooperativa). Su homólogo en la levadura Saccharomyces cerevisiae es la enzima hexoquinasa 2 (Hxk2) que también tiene una doble función. Por un lado, en el citoplasma cataliza el primer paso de la glucólisis y por otro en el núcleo forma parte de un complejo represor que junto con MIg1 y otros factores regula la expresión de múltiples genes controlados por los niveles de glucosa del medio. Es decir, Hxk2 interviene regulando la utilización de fuentes de carbono alternativas a la glucosa. Recientemente, en la región N-terminal de la Hxk2 se identificó un decapéptido (Lys6-Met15) que tiene funciones reguladoras, estando implicado tanto en el transporte de la enzima hasta el núcleo como en la interacción con Mig1 para formar el complejo represor. En este trabajo hemos generado dos Hxk2 mutantes en el dominio regulador mediante mutagénesis dirigida in vitro (Hxk2NLS1D y Hxk2NLS1G). Estas herramientas moleculares nos han permitido identificar, en el dominio regulador de la Hxk2, los aminoácidos esenciales para la interacción con Mig1 y para el transporte núcleo-citoplasmático de la proteína. De esta forma, el mutante Hxk2NLS1D es capaz de entrar al núcleo y formar el complejo represor con Mig1, mientras que el mutante Hxk2NLS1G no es capaz de entrar al núcleo celular.