Reconstrucción filogenética del sistema endocannabinoide y estudio de sectores proteicos del receptor CB1.

Abstract

El sistema de endocannabinoides (SEC) presenta componentes que se distribuyen en los distintos reinos en los que se organiza la naturaleza. Estudios previos sugieren un origen putativo de los distintos componentes del SEC, pero no presentan un número de especies suficiente para que sus resultados sean concluyentes. Con el fin de esclarecer esta interrogante y proponer un origen para los componentes del SEC, en este estudio se robustece el número de especies para así obtener una mejor visión del origen de las enzimas encargadas de la síntesis de endocannabinoides (DAGLα y NAPE-PLD), las enzimas encargadas de la degradación de endocannabinoides (MGL y FAAH) y los receptores CB1, CB2, GPR55 y TRPV1, junto con el análisis de las relaciones filogenéticas para los receptores asociados a proteína G (RAPG): CB1, CB2 Y GPR55. Mediante análisis de similitud de secuencias y presencia de dominios funcionales, se pudo determinar el origen evolutivo de los receptores del sistema de endocannabinoides (CB1, CB2, GPR55, y TRPV1) ocurrió en el último ancestro común de los sarcopterigios (Sarcopterygii). Mientras que las enzimas encargadas de la degradación (MGLL y FAAH) y síntesis (DAGLα y NAPE-PLD) de los endocannabinoides tiene un data más antigua que abarca el Reino Protista e incluso Bacteria. Los análisis filogenéticos de Máxima Verosimilitud e Inferencia Bayesiana indican que los receptores CB1 y CB2 están más estrechamente relacionados, mientras que los receptores GPR55 son evolutivamente más divergentes dentro de la familia de RAPG. A partir de nuestros resultados quisimos evaluar si las posiciones de residuos críticos han sufrido modificaciones que comprometan la relación estructura-función para el receptor CB1 en distintas especies de vertebrados. Bajo el principio de modularidad de las proteínas y a través del programa RocaSec pudimos dividir al receptor CB1 en sectores proteicos, que corresponden a residuos que no se encuentran en contacto en la estructura primaria, pero que estarían interaccionando en la estructura tridimensional y que están asociados a una función específica y que, además, evolucionan de manera correlacionada. Uno de los sectores inferidos contiene a aquellos residuos que están involucrados en la unión con ligandos, en mayor instancia a agonistas para el receptor CB1. Otro sector inferido contiene a aquellos residuos que están involucrados en la activación del heterotrímero proteína G. Y, por último, se obtiene un sector de solapamiento que contiene a los residuos que poseen funciones compartidas. Concluimos que las proteínas del sistema endocannabinoide a lo largo del tiempo han experimentado tanto procesos de expansión como de pérdida de genes que resultan ser linaje específicos. Sin embargo, la distribución de las enzimas indica que éstas no están limitadas a un grupo específico de organismos, a diferencia de los receptores. Y que CB1 presenta aminoácidos que han evolucionado de manera correlacionada, asociados a la unión con ligandos y a la activación de proteína G.