Proteína transportadora

Qué es una proteína transportadora

El adjetivo procede del latín trans- ("al otro lado") y portare ("llevar"), y describe con bastante literalidad su función: trasladar algo de un punto a otro. La definición biológica añade precisión a la etimológica. Una proteína transportadora reconoce con alta especificidad a su sustrato, se une a él de forma reversible y facilita su desplazamiento mediante un cambio de conformación o la apertura de una vía de paso, sin incorporarlo a su propia estructura ni transformarlo en otro compuesto. En eso se diferencia de una enzima en sentido estricto: no cataliza una reacción sobre la molécula transportada, aunque en algunos casos consuma ATP para moverla en contra de su gradiente. El resultado, no la reacción química, es lo que define a esta familia de proteínas.

La familia es heterogénea a propósito. Reúne proteínas integrales de membrana, glucoproteínas plasmáticas y componentes de maquinaria enzimática intracelular que no comparten un origen evolutivo común, sino una función equivalente ejercida en contextos distintos.

Tres contextos, tres formas de transportar

En la membrana celular, el transporte se reparte entre dos arquitecturas. Los canales iónicos forman un poro acuoso que se abre y cierra en respuesta a un estímulo (un cambio de voltaje, la unión de un ligando) y que, mientras permanece abierto, deja pasar iones a favor de su gradiente electroquímico a un ritmo muy alto. Los transportadores propiamente dichos nunca llegan a formar un conducto continuo: se unen al soluto en un lado de la membrana, cambian de forma y lo liberan en el lado opuesto, un ciclo más lento que puede acoplarse al gasto de energía para mover sustancias en contra de su gradiente, como ocurre en el transporte activo mediado por la bomba de sodio y potasio.

Un segundo grupo no vive en la membrana, sino disuelto en el plasma. Varias glucoproteínas hepáticas cumplen la misma función de unión específica y transporte, pero para sustancias que circulan por la sangre en lugar de atravesar una bicapa lipídica: la globulina transportadora de tiroxina lleva las hormonas tiroideas, la transcortina hace lo propio con el cortisol, y la transferrina traslada el hierro entre el intestino, el hígado y la médula ósea. La albúmina, conocida sobre todo por su papel en la presión oncótica, transporta además ácidos grasos, bilirrubina y numerosos fármacos poco solubles en agua. Esta clase de proteínas se desarrolla con más detalle en la voz dedicada a las proteínas plasmáticas.

Existe todavía un tercer contexto, menos conocido fuera de la bioquímica. Algunas proteínas pequeñas no cruzan ninguna membrana ni circulan por la sangre: desplazan un intermediario metabólico entre los distintos centros activos de un complejo multienzimático. El ejemplo mejor caracterizado es la proteína transportadora de grupos acilo, pieza central de la síntesis de ácidos grasos, que mantiene unida la cadena en crecimiento mientras esta pasa de una actividad catalítica a la siguiente dentro del mismo complejo.

Un rasgo común: la saturabilidad

Pese a la diversidad de contextos, casi todas las proteínas transportadoras comparten un comportamiento cinético que las distingue de la simple difusión a través de la bicapa lipídica: por encima de una determinada concentración de sustrato, la velocidad de transporte deja de aumentar porque toda la proteína disponible está ocupada. Este fenómeno, análogo en su forma a la cinética enzimática de Michaelis-Menten, fue precisamente lo que llevó a distinguir, ya a mediados del siglo XX, entre canales y transportadores: la difusión facilitada de la glucosa mostraba una cinética saturable que un simple poro abierto no podía explicar. El término genérico permeasa, acuñado en los estudios de Jacques Monod sobre el metabolismo de la lactosa en Escherichia coli, se sigue empleando hoy como sinónimo de proteína transportadora de membrana.

Los canales, en cambio, apenas se saturan dentro del rango fisiológico de concentraciones. Es una de las diferencias que separan ambas categorías dentro del propio transporte de membrana, junto con la velocidad de recambio y la capacidad de acoplarse o no al consumo de energía.

Preguntas frecuentes

¿Toda proteína que fija una hormona en la sangre es una proteína transportadora?

No necesariamente. Algunas proteínas de fijación hormonal actúan sobre todo como reguladoras de la fracción libre de la hormona (la biológicamente activa), más que como simples vehículos. La globulina transportadora de hormonas sexuales cumple ambas funciones a la vez: transporta testosterona y estradiol por el plasma y, al mismo tiempo, determina qué proporción de esas hormonas queda disponible para actuar sobre los tejidos.

¿Un receptor de membrana es un tipo de proteína transportadora?

No. Un receptor reconoce a su ligando y desencadena una señal intracelular, pero no lo traslada de un lado a otro de la membrana. La confusión es comprensible: ambos tipos de proteína exigen una unión específica al sustrato, y algunos receptores, como el de la insulina, poseen además actividad enzimática propia. La diferencia está en el destino de la molécula unida. El transportador la mueve. El receptor la interpreta.

¿Por qué la proteína transportadora de grupos acilo no se parece a un canal de membrana?

Porque pertenece a un contexto por completo distinto. Ahí no hay membrana que atravesar: la proteína se limita a sostener físicamente, mediante un brazo químico móvil, el ácido graso en formación mientras distintas actividades enzimáticas del mismo complejo actúan sobre él. Es transporte en el sentido amplio de traslado entre posiciones, no en el sentido restringido de paso a través de una barrera lipídica.

¿Todas las proteínas transportadoras se sintetizan en el hígado?

Las plasmáticas sí, en su gran mayoría, incluidas la albúmina, la transferrina y las principales globulinas transportadoras de hormonas. Las de membrana, sin embargo, se sintetizan en cualquier célula que las necesite, siguiendo la ruta general de las proteínas integrales de membrana a través del retículo endoplásmico y el aparato de Golgi. La proteína transportadora de grupos acilo, por su parte, se produce en el citosol de prácticamente todas las células con capacidad de sintetizar ácidos grasos.

Referencias

1. MedlinePlus. Prueba de sangre de globulina transportadora de hormonas sexuales (SHBG). Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Disponible en: medlineplus.gov
2. Harper. Bioquímica ilustrada, 30.ª ed. Proteínas plasmáticas e inmunoglobulinas. AccessMedicina, McGraw Hill. Disponible en: accessmedicina.mhmedical.com
3. Megías M, Molist P, Pombal MA. Atlas de Histología Vegetal y Animal. La célula: membrana y transporte. Universidad de Vigo. Disponible en: mmegias.webs.uvigo.es
4. BVS-DeCS. Descriptor "Proteínas de Transporte de Membrana" y término relacionado "Permeasa". Biblioteca Virtual en Salud. Disponible en: decs.bvsalud.org