Adrenodoxina

Qué es la adrenodoxina

Codificada por el gen FDX1, localizado en el cromosoma 11 (locus 11q22.3), la adrenodoxina es una proteína pequeña, de unos 14 kDa, que se asocia de forma laxa a la membrana interna de la mitocondria. Su función principal consiste en recibir un electrón procedente de la adrenodoxina reductasa (FDXR, una flavoproteína dependiente de NADPH) y cederlo a continuación a los citocromos P450 mitocondriales que participan en la esteroidogénesis.

El nombre refleja su origen tisular. «Adreno-» procede del latín ad (junto a) y ren (riñón), en alusión a la glándula suprarrenal, donde fue aislada por primera vez a mediados de la década de 1960 a partir de mitocondrias de corteza suprarrenal bovina. El sufijo «-doxina» se tomó del término ferredoxin, acuñado en 1962 por Mortenson, Valentine y Carnahan para las proteínas de hierro-azufre implicadas en el transporte de electrones (del latín ferrum, hierro, y la contracción inglesa redox). Los sinónimos en uso actual incluyen ferredoxina 1, ferredoxina adrenal y hepatoredoxina, este último porque la misma proteína se expresa también en el hígado, como demostró el grupo de Chashchin en 1986 al confirmar que la secuencia de aminoácidos era idéntica en ambos órganos.

Cadena de transferencia electrónica en la esteroidogénesis mitocondrial

Dentro de la mitocondria de las células esteroidogénicas opera una cadena de transporte de electrones breve pero indispensable: NADPH cede dos electrones a la FDXR, que los transfiere de uno en uno a la adrenodoxina; esta, a su vez, los entrega al citocromo P450 correspondiente. No se forma un complejo ternario estable entre las tres proteínas. La adrenodoxina oscila físicamente entre la reductasa y la enzima P450, un mecanismo que los bioquímicos describen como shuttle o lanzadera.

El principal receptor de esos electrones es la CYP11A1, la enzima que escinde la cadena lateral del colesterol para generar pregnenolona (la reacción que cataliza la desmolasa). También dependen de la adrenodoxina la 11β-hidroxilasa (CYP11B1), necesaria para la síntesis de cortisol, y la aldosterona sintasa (CYP11B2). Sin ella, la corteza suprarrenal no podría fabricar glucocorticoides ni mineralocorticoides.

Fuera de la esteroidogénesis, trabajos publicados a partir de 2010 (Sheftel y colaboradores, entre otros) han demostrado que la FDX1 participa también en la biosíntesis del grupo hemo a y del cofactor lipoílo, este último necesario para el funcionamiento de varias enzimas del ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Esas funciones adicionales se ejecutan igualmente mediante donación de electrones, pero en tejidos no esteroidogénicos donde la expresión de FDX1 es más baja.

Diferenciación con la ferredoxina 2 (FDX2)

Las mitocondrias humanas contienen dos ferredoxinas con centro [2Fe-2S]: la FDX1 (adrenodoxina) y la FDX2. Durante años se asumió que ambas eran parcialmente intercambiables, pero la evidencia acumulada ha mostrado que no lo son. La FDX2 interviene en la biogénesis de los centros hierro-azufre celulares y se expresa de forma ubicua en prácticamente todos los tejidos; la FDX1, en cambio, alcanza sus niveles más altos en la glándula suprarrenal, el testículo y el riñón, y su papel preponderante es la esteroidogénesis. Pequeños motivos de secuencia conservados determinan esa especificidad: cuando se intercambian experimentalmente entre las dos proteínas, la preferencia por sus dianas enzimáticas se invierte.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene la palabra adrenodoxina?

Del latín ad + ren (junto al riñón, por la glándula suprarrenal) y del sufijo -doxina, derivado de ferredoxin, término creado en 1962 para las proteínas de hierro-azufre transportadoras de electrones. La combinación indica, literalmente, «la ferredoxina de la glándula suprarrenal».

¿Es lo mismo adrenodoxina que ferredoxina?

No exactamente. Las ferredoxinas forman una familia amplia de proteínas con centros hierro-azufre presentes en bacterias, plantas y animales. La adrenodoxina es un miembro concreto de esa familia: la ferredoxina 1 humana (FDX1), especializada en la esteroidogénesis mitocondrial. Decir «adrenodoxina» equivale a decir «la ferredoxina de la suprarrenal», pero no toda ferredoxina es una adrenodoxina.

¿Qué ocurre si la adrenodoxina no funciona correctamente?

Depende. Un déficit grave en la cadena de transporte electrónico mitocondrial que incluye a la adrenodoxina y a su reductasa (FDXR) se ha asociado con formas de insuficiencia suprarrenal, alteraciones en la síntesis de vitamina D y de ácidos biliares, y con una miopatía mitocondrial descrita en pacientes con mutaciones en FDX2. Las mutaciones aisladas de FDX1 son extremadamente raras en la práctica clínica, lo que sugiere que la pérdida total de su función podría ser incompatible con el desarrollo embrionario normal.

¿La adrenodoxina solo se encuentra en la glándula suprarrenal?

No. El nombre induce a confusión. Aunque sus niveles más elevados se registran en la corteza suprarrenal, la adrenodoxina se expresa también en hígado (donde recibió el sinónimo de hepatoredoxina), riñón, testículo, ovario y placenta. En 1988, Mittal y colaboradores demostraron que la secuencia de la ferredoxina placentaria es idéntica a la de la adrenodoxina suprarrenal.

Referencias

1. National Center for Biotechnology Information (NCBI). FDX1 ferredoxin 1 [Homo sapiens (human)] - Gene.
2. UniProt Consortium. P10109 - FDX1_HUMAN - Adrenodoxin, mitochondrial.
3. Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM). *103260 - FERREDOXIN 1; FDX1.
4. National Institutes of Health - Pharos. FDX1 - Adrenodoxin, mitochondrial.