Chs3 como modelo para el estudio del control de calidad en la ruta secretora

Resumen

Numerosas proteínas celulares siguen la denominada ruta secretora, caso de las proteínas politópicas con múltiples dominios transmembrana. El adecuado tráfico intracelular de las proteínas a lo largo de esta ruta hasta sus distintos destinos es esencial para asegurar el buen funcionamiento celular y prevenir la aparición de enfermedades. El tráfico a lo largo de la vía secretora es complejo, además de susceptible a múltiples problemas que podrían conducir en último término a su bloqueo y el eventual colapso celular. Por lo tanto, a lo largo del mismo existen múltiples mecanismos de control de calidad o QC (Quality Control), destinados a asegurar el mantenimiento de la homeostasis de proteínas (proteostasis) dentro de la célula. En esta tesis usando como modelo a la quitín sintasa Chs3 de Saccaromyces cerevisiae se aborda ampliamente el estudio de los mecanismos de control de calidad a lo largo de la ruta secretora. Chs3 es una proteína politópica que se ha erigido como un autentico paradigma para el estudio del tráfico intracelular y que de acuerdo con este trabajo también lo es para el estudio de los distintos mecanismos de control de calidad que operan en la célula. En este trabajo se pone de manifiesto como el plegamiento de Chs3 es complejo y ha de producirse adecuadamente para prevenir la aparición de señales de desplegamiento o degrones que puedan ser reconocidos por la maquinaria de ERAD (Endoplasmic Reticulum-Associated Degradation), siendo clave la N-glicosilación en su dominio luminal para prevenir la agregación de la proteína y su reconocimiento por ERAD. Recientemente se había propuesto que Chs3 formaba un complejo con su chaperona específica Chs7 que sigue de forma conjunta la ruta secretora (Dharwada et al., 2018). Además, se sabe que Chs3 oligomeriza a través de su extremo N-terminal (Sacristan et al.,2013). En esta memoria abordamos asimismo como la monitorización de la formación del complejo Chs3-Chs7 y de la oligomerización de Chs3 se realiza a múltiples niveles en la vía secretora e influye en la localización de ambas proteínas. Proponemos un modelo para el tráfico independiente de Chs7 en el cual en ausencia de su cargo Chs3, Chs7 es capaz de salir eficientemente del RE en vesículas COPII de forma dependiente del receptor Erv14. Una vez en el cis-Golgi, la proteína es reciclada de vuelta al retículo endoplásmico (RE), aunque una parte consigue escapar a este QC y logra alcanzar por sí misma el TGN/EE (Trans Golgi Network/Early Endosome) desde donde es dirigida a la vacuola para completar su degradación a través de la ruta del cuerpo multivesicular. La quimera deficiente en la oligomerización de Chs3, Δ126Chs3, es capaz de salir independientemente del RE por un mecanismo de bulk flow, estando sometida también a reciclado por vesículas COPI en lo que supone un QC para esta proteína en el Golgi temprano. La proteína Δ126Chs3 que no se recicla o que acaba evadiendo dicho control es eliminada en la vacuola por una vía directa desde el TGN/EE que parece distinta a la que sigue Chs7.