Científics de l'IRB Barcelona descobreixen un interruptor molecular que regula la porta d'entrada dels aminoàcids a la cèl·lula

Els transportadors d'aminoàcids LATs són proteïnes essencials per al metabolisme cel·lular i estan implicats en diverses malalties rares i alteracions metabòliques. Un estudi publicat a la revista PNAS Nexus i liderat pels investigadors de l'IRB Barcelona Dra. Joana Fort i el Prof. Manuel Palacín, en col·laboració amb el grup del Prof. Thorben Cordes, de la Universitat de Múnic (LMU) i la participació dels grups del Prof. Modesto Orozco (IRB Barcelona) i del Dr. Óscar Llorca (CNIO) ha aportat nova informació sobre el mecanisme d'aquests transportadors d'aminoàcids. 

En concret, la investigació mostra com un aminoàcid anomenat lisina, que està present en una regió concreta de la proteïna (l'hèlix transmembrana 5), ​​funciona com un moll que regula l'obertura i el tancament de la porta interna d'aquests transportadors, assegurant el control del pas d'aminoàcids a través de la membrana cel·lular, de manera similar al moll de la porta.

Mitjançant un enfocament multidisciplinari que combina criomicroscòpia electrònica (cryoEM), transmissió d'energia de ressonància per fluorescència d'una molècula individual (smFRET) i simulacions de dinàmica molecular, l'equip ha caracteritzat la interacció clau entre la lisina conservada a l'hèlix transmembrana 5 del transportador BasC. necessaris perquè la proteïna dugui a terme l'intercanvi d'aminoàcids, un procés essencial per a nombroses funcions cel·lulars.

“Gràcies a la combinació de tècniques experimentals d'avantguarda, hem pogut observar i quantificar de manera precisa aquests moviments moleculars,” afegeix la Dra. Fort, investigadora de l'IRB Barcelona i del CIBERER i co-primera autora i coautora de correspondència del treball. Aquest estudi és el resultat del treball conjunt amb el Dr. Adrià Nicolàs i amb altres investigadors de l'IRB Barcelona, ​​de la LMU i el CNIO, l'esforç dels quals ha estat fonamental per desentranyar el paper de la lisina a la regulació de la comporta interna dels transportadors LAT.

"Els nostres resultats mostren com aquesta lisina exerceix un paper essencial en la regulació de la comporta interna d'aquests transportadors, la qual cosa obre noves possibilitats per comprendre millor la seva funció de transport d'aminoàcids i la seva relació amb diverses patologies", explica el Prof. Palacín, cap del laboratori de Transportadors d'Aminoàcids i Malalties de l’IRB Barcelona, catedràtic del Departament de Bioquímica i Biomedicina Molecular de la Facultat de Biologia de la Universitat de Barcelona i cap de grup del CIBERER. “Cal destacar que aquesta lisina es troba mutada en pacients humans amb Lysinuric Protein Intolerance (LPI) al transportador i+LAT1, cosa que reforça el seu paper clau en la funció d'aquests transportadors”.

Aquest descobriment aporta noves pistes per al possible desenvolupament d'estratègies terapèutiques dirigides a modular l'activitat dels transportadors d'aminoàcids, amb aplicacions potencials en patologies com afeccions metabòliques, malalties minoritàries i càncer.

Article de referència:

The conserved lysine residue in transmembrane helix 5 is pivotal for the cytoplasmic gating of the L-amino acid transporters 
Joana Fort, Adrià Nicolàs-Aragó, Luca Maggi, Maria Martinez-Molledo, Despoina Kapiki, Paula González-Novoa, Patricia Gómez-Gejo, Niels Zijlstra, Susanna Bodoy, Els Pardon, Jan Steyaert, Oscar Llorca, Modesto Orozco, Thorben Cordes, Manuel Palacín 
PNAS nexus (2025) DOI: 10.1093/pnasnexus/pgae584