La respiración celular es un proceso que transcurre dentro de las mitocondrias, que suministran la energía necesaria para el funcionamiento de los organismos. Eventualmente, puede generar subproductos que son tóxicos para las células, las llamadas especies reactivas de oxígeno (ROS).

Cuando existen en exceso, estas sustancias oxidantes interactúan con las proteínas, los lípidos, los hidratos de carbono y los ácidos nucleicos, y hacen que estas macromoléculas pierdan su función. Sin embargo, en estudios más recientes se ha demostrado que en cantidades adecuadas, las moléculas reactivas, tal como es el caso del peróxido de hidrógeno, pueden actuar como agentes señalizadores en importantes procesos celulares, y contribuir así al buen funcionamiento del organismo.

La levadura Prx1 es una peroxirredoxina mitocondrial 1-Cys que cataliza la reducción del H2O2 generado endógenamente. Prx1 se sintetiza en ribosomas citosólicos como una preproteína con una presecuencia N-terminal escindible que es la señal de dirección mitocondrial, pero se desconocen los mecanismos subyacentes a la distribución de Prx1 a subcompartimientos mitocondriales. Hasta ahora, se sabía que estaba presente en esos orgánulos, pero no se conocía el sitio exacto de su ubicación.

En este estudio publicado en The Journal of Biological Chemistry se muestra la localización mitocondrial dual de Prx1: una forma soluble en el espacio intermembranoso y una forma en la matriz débilmente asociada con la membrana mitocondrial interna. La localización de Prx1 en el espacio intermembranoso podría implicar la liberación del precursor de proteína dentro de la bicapa lipídica de la membrana interna, seguido de la escisión por la peptidasa de la membrana interna.

También han encontrado que, durante su importación en el compartimento de la matriz, Prx1 se escinde en un primer momento por la peptidasa mitocondrial y luego por la octapeptidil aminopeptidasa 1 (Oct1). Oct1 escinde ocho residuos de aminoácidos de la región N-terminal de Prx1 dentro de la matriz, sin interferir con su actividad de peroxidasa in vitro.

En conjunto, el procesamiento de peroxirredoxinas por Imp2 u Oct1 probablemente represente sistemas que controlan la localización de las peroxirredoxina en compartimentos distintos y de ese modo contribuyen a diversos procesos redox mitocondriales.


Investigación original: Fernando Gomes et al. Proteolytic cleavage by the inner membrane peptidase (IMP) complex or Oct1 peptidase controls the localization of the yeast peroxiredoxin Prx1 to distinct mitochondrial compartments. The Journal of Biological Chemistry,  October 13, 2017. doi: 10.1074/jbc.M117.788588

Foto: Dylan Burnette and Jennifer Lippincott-Schwartz, Eunice Kennedy Shriver
National Institute of Child Health and Human Development, National Institutes of Health