Transportadores ABC

Transportadores ABC (del inglés ATP binding cassette)

Son proteínas especializadas en el transporte activo de sustancias a través de la membrana celular, aunque hay algunos miembros de esta familia que ejercen otras funciones. Su función principal es regular el intercambio de: Carbohidratos, lípidos, aminoácidos, Iones metálicos, péptidos y proteínas.

Clasificación:

Hay 48 transportadores ABC conocidos presentes en los seres humanos.

Los transportadores ABC se dividen en siete grupos (Tabla 1) según la homología de su secuencia:

• ABCA (12 miembros) • ABCB (11 miembros) • ABCC (13 miembros) • ABCD (cuatro miembros) • ABCE (un miembro) • ABCF (tres miembros) • ABCG (cinco miembros).

Estructura:

Su estructura básica está definida por la combinación de un lugar de unión al ATP.

Elementos:

• Porinas (Son proteínas con estructura barril β formadas por láminas β. Pertenecen a las proteínas integrales de membrana) para lograr la difusión del sustrato desde el medio hasta el espacio periplásmico.

• Proteína(s) solubles de espacio periplásmico que se unen al sustrato con gran afinidad.

• Un heterodímero formado por dos proteínas integrales de membrana (cada una de ellas posee 5 o 6 trechos en a-hélice que atraviesan la membrana citoplásmica), que son la permeasa propiamente dicha del sistema (el canal por donde pasa el sustrato).

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Mecanismo de Transporte:

1.- La porción hidrófoba (negro) de una molécula de sustrato se mueve espontáneamente desde el citosol hacia el interior de la hojuela de la bicapa fosfolipídica que mira al citosol, mientras que el extremo cargado (rojo) permanece en el citosol.

2.- El sustrato se difunde lateralmente hasta encontrar y fijarse a un sitio sobre la proteína MDR1 dentro de la bicapa.

3.- La proteína luego traspasa la molécula cargada del sustrato hacia el interior de la hojuela exoplasmática, una reacción energéticamente desfavorable impulsada por la hidrólisis acoplada de ATP por el dominio citosólico.

4 y 5.- Una vez en la cara exoplasmática, el sustrato nuevamente puede difundirse lateralmente en la membrana y por último se mueve hacia la fase acuosa en el exterior de la célula.

Transportadores ABC y Farmacoterapia Cerebral

Los transportadores ABC protegen al cerebro de las toxinas ambientales en condiciones fisiológicas, impiden la acumulación de medicamentos en el cerebro, reduciendo así la eficacia de cualquier fármaco. Este hecho sugiere que estas drogas pueden competir por el mismo punto de unión o unirse a sitios extremadamente adyacentes. Por lo que para aumentar la concentración de un fármaco en el cerebro se requiere la desactivación de los transportadores ABC usando inhibidores farmacológicos o por medio de la desactivación génica (suprimir la expresión de un gen específico en un organismo). Se han realizado estudios experimentales para fármacos que utilicen estos transportadores pero La variabilidad genética de los transportadores ABC es alta, no sólo en los animales, sino también en los seres humanos. Estos pueden causar enfermedades metabólicas, polimorfismos de nucleótido o conducir a la capacidad de alteración de respuesta a las drogas.

Bibliografía:

1. Hermann, D. & Bassetti, C. (2006) Implications of ATP-binding cassette transporters for brain pharmacotherapies. Rev ScienceDirect. 28(3). 128-134.

2. Müller, W. (2008) “Bioquímica: Fundamentos para medicina y ciencias de la vida”. Editorial Reverté. Barcelona, España. Pp: 368-369

3. Karp, G. (2009) “Biología Celular y Molecular”; 5ª. ed.; Mc Graw Hill: México.

4. Lodish, H. (2005) Biología Celular y Molecular. 5ª. ed; Panamericana: Argentina. Pp 258-260.

5.Transportadores de Tipo ABC. http://www.uv.es/prietojm/Old%20Blacpma/old%20blacpma/BLACPMA0706296.pdf (Consultado Agosto de 2014).