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Modulación de la elasticidad del músculo cardiaco: oxidación basal de cisteínas


Con 34,350 aminoácidos y una masa molecular de 3,816 kDa, titina es la proteína más grande del ser humano, jugando un papel clave para el funcionamiento de nuestros músculos, y especialmente del corazón. Actúa como un muelle molecular, permitiendo que las células musculares se estiren y se contraigan, siendo responsable de la elasticidad pasiva del miocardio. Resultados previos demostraron que oxidaciones de cisteínas modulaban la mecánica de titina in vitro, pero la extensión y localización de las oxidaciones de titina nativa, especialmente humana, estaban por explorar. El grupo liderado por Jorge Alegre Cebollada, del CNIC, en colaboración con un equipo internacional, ha estudiado el papel de estas cisteínas, altamente conservadas a lo largo de la evolución, en la modulación de las propiedades mecánicas del miocardio murino y humano. Utilizando una combinación de técnicas bioquímicas y de simulación computacional basada en el modelo matemático de Monte Carlo, demuestran que titina presenta puentes disulfuro en condiciones basales y que la compartimentalización redox de los cardiomiocitos es especialmente compleja. Las simulaciones Monte Carlo ilustran que los puentes disulfuro pueden provocar rigidez o relajamiento de titina, consecuencia de efectos mecánicos opuestos en la longitud y plegamiento de sus dominios Ig. Y que otros tipos de oxidación de Cys como Stiolación, provocan relajamiento. En resumen, las oxidaciones de cisteínas clave hacen que la mecánica de titina se vuelva más dinámica y moldeable, permitiendo que el corazón pueda adaptarse a diferentes contextos metabólicos y oxidativos, como el tipo de ejercicio que realizamos. Además, una señalización redox alterada podría provocar disfunción mecánica de titina y contribuir a la rigidez del miocardio tras un infarto.

 

Herrero-Galán E, Martínez-Martín I, Sánchez-González C, Vicente N, Bonzón-Kulichenko E, Calvo E, Suay-Corredera C, Pricolo MR, FernándezTrasancos A, Velázquez-Carreras D, Careaga CB, Abdellatif M, Sedej S, Rainer PP, Giganti D, Pérez-Jiménez R, Vázquez J, Alegre-Cebollada J. Basal oxidation of conserved cysteines modulates cardiac titin stiffness and dynamics. 2022. Redox Biol. 52:102306. doi: 10.1016/j.redox.2022.102306.

 


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