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Direct Imaging of Budding and Fusion of Lipid Droplets Mediated by Proteins in Emulsion Droplets Based on Microfluidics - Dynamics of Proteins Interactions, Assembly and Metabolism Energy

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La relevancia de los cuerpos lipídicos celulares

Tradicionalmente se ha considerado que los cuerpos lipídicos (CL) son reservorios pasivos de lípidos en el interior de la célula eucariota. Según indagaciones recientes, en realidad los CL son unos orgánulos muy dinámicos que guardan relación con el desarrollo de numerosas enfermedades.

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Los CL presentan un núcleo lipídico formado por grasas neutras, como los triacilglicéridos (TAG), protegido por una monocapa de fosfolípidos que contiene diversas proteínas. Investigaciones anteriores habían indicado que el complejo proteico de revestimiento I (COPI) es necesario para el transporte de proteínas por los CL. En otras palabras, es posible que COPI interaccione de forma directa con CL. El proyecto financiado con fondos europeos BFLDS (Direct imaging of budding and fusion of lipid droplets mediated by proteins in emulsion droplets based on microfluidics - Dynamics of proteins interactions, assembly and metabolism energy) se dedicó a investigar el papel de COPI en el comportamiento de los CL mediante imaginología directa de los procesos de gemación y fusión. Otro de los objetivos del proyecto era estudiar la regulación del acceso de los CL a enzimas implicadas en el almacenamiento y la liberación de energía. Los resultados revelaron que la gemación se inicia en fosfolípidos completamente empaquetados sobre el CL madre, lo que favorece la exposición de las moléculas TAG hidrofóbicas al entorno acuoso y, de ese modo, incrementa la tensión superficial. Para impulsar la gemación de las membranas, especialmente las monocapas, el COPI proporciona una energía de hasta dos mil kBT. La simple remodelación de las propiedades de las membranas es una forma de regular la gemación de COPI. Los estudios in vivo mostraron que las proteínas COPI se ubican en los CL y son necesarias para el transporte de enzimas específicas de la síntesis de TAG por los CL. Las células que carecían de COPI presentaban mayor cantidad de fosfolípidos en los CL, con la correspondiente reducción de la tensión superficial de los CL y la incapacidad de formar puentes con el transporte de proteínas en el retículo endoplasmático. También se demostró que distintas proteínas compiten por unirse a los CL. Si determinada proteína posee grupos hidrofóbicos e hidrofílicos (es anfipática), estos son superados en lo que respecta a unirse a CL por otras proteínas de unión fuerte competidoras —por ejemplo— que presentan un motivo de unión a horquilla. Durante la removilización energética por la que encojen los CL, la compresión de la superficie de los C expulsa las proteínas anfipáticas. BFLDS ha revelado un nuevo papel de las proteínas COPI en los CL, es decir, que regulan su capacidad para reaccionar con las membranas vecinas a través de cambios en la tensión superficial. Regular los CL es determinante para la salud humana. Un mal funcionamiento de estos puede deparar consecuencias nefastas, por ejemplo el desarrollo de enfermedades cardiovasculares y diabetes de tipo II. Aparte de su función en la regulación energética celular, pueden servir también para hospedar la proliferación de ciertos virus, como la hepatitis C y el dengue.

Palabras clave

Cuerpos lipídicos, enfermedades, fosfolípidos, complejo proteico de revestimiento I (COPI), BFLDS, gemación y fusión

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