DICCIONARIO MÉDICO
Proteína transportadora de grupos acilos ACP
La proteína transportadora de grupos acilo (ACP, por su nombre en inglés acyl carrier protein) es un componente del complejo de la ácido graso sintasa. No cataliza ninguna reacción por sí misma: su función es sostener el ácido graso en formación y desplazarlo, mediante un brazo químico flexible, entre las distintas actividades enzimáticas que lo van elongando hasta completar la molécula. El nombre describe con exactitud su función. Acilo procede del latín ácido más el sufijo químico -ilo, que designa un radical: un grupo acilo es lo que queda de un ácido carboxílico tras eliminarle el hidroxilo. La ACP es, por tanto, la proteína encargada de transportar esos radicales acilo durante la síntesis de ácidos grasos, sin incorporarlos de forma permanente ni transformarlos químicamente. Se trata de una proteína pequeña, de unos 77 aminoácidos en Escherichia coli, con un peso molecular cercano a los 10.000 dalton. Es termoestable, una propiedad poco habitual en proteínas de esta naturaleza que facilitó su purificación en los primeros trabajos bioquímicos sobre el complejo de síntesis de ácidos grasos. La pieza funcional de la ACP no es su cadena polipeptídica en sí, sino un grupo prostético llamado 4'-fosfopanteteína, unido covalentemente a un residuo de serina de la proteína. Este grupo es estructuralmente muy similar a la coenzima A y termina en un grupo tiol (-SH) libre. Es ahí, mediante un enlace tioéster, donde se ancla el ácido graso en crecimiento durante todo el proceso de síntesis. La longitud y flexibilidad de este brazo de fosfopanteteína permiten que la cadena de acilo se desplace físicamente de un sitio activo a otro dentro del mismo complejo multienzimático, sin necesidad de que la molécula se libere al medio entre una reacción y la siguiente. Late en esta imagen una economía notable: el intermediario nunca se difunde libremente hasta la siguiente enzima, sino que viaja sujeto por su propio transportador, lo que reduce reacciones secundarias no deseadas y acelera el conjunto del proceso. El proceso comienza cuando un grupo acetilo, procedente del acetil-coenzima A, se transfiere a la ACP; a continuación, un grupo malonilo procedente del malonil-CoA ocupa también su brazo de fosfopanteteína. Una reacción de condensación, catalizada por la enzima cetoacil-sintasa y con gasto de la energía liberada en la descarboxilación del malonilo, une ambos fragmentos y añade dos carbonos a la cadena en formación. El ciclo (condensación, reducción, deshidratación y una segunda reducción) se repite tantas veces como sea necesario, siempre con el intermediario anclado a la ACP, hasta obtener ácido palmítico, de dieciséis carbonos, tras siete vueltas completas. Este mecanismo se enmarca dentro de la vía general de la lipogénesis, que describe el conjunto del proceso metabólico. La voz sobre la proteína transportadora recoge únicamente el papel específico de este componente dentro de dicho proceso. En mamíferos y en levaduras, todas las actividades enzimáticas de la síntesis de ácidos grasos, junto con el dominio de la ACP, forman parte de una única cadena polipeptídica gigante que se organiza como un homodímero: es el llamado sistema de tipo I. Cada monómero contiene los siete módulos catalíticos necesarios, aunque el complejo funcional resulta de la cooperación entre las dos mitades del dímero orientadas en direcciones opuestas. En bacterias como Escherichia coli y en los plastidios vegetales, en cambio, cada actividad enzimática es una proteína independiente, y la ACP existe como una molécula pequeña y soluble que se disocia con facilidad del resto del sistema. Es el sistema de tipo II, más sencillo de purificar y, por ese motivo, el que permitió los primeros estudios detallados sobre la propia ACP. El mismo principio de transporte sobre un brazo de fosfopanteteína aparece en las policétido sintasas, complejos enzimáticos emparentados evolutivamente con la ácido graso sintasa que fabrican moléculas mucho más complejas. La eritromicina, la rapamicina y otros antibióticos y fármacos de origen microbiano se ensamblan mediante módulos que incluyen, junto a una acil-transferasa y una cetosintasa, un dominio ACP prácticamente equivalente al de la síntesis de ácidos grasos. La proteína se caracterizó a mediados de la década de 1960 en el laboratorio de P. Roy Vagelos, en el Instituto Nacional de Salud de Estados Unidos. Los primeros estudios, realizados sobre extractos de la bacteria Clostridium kluyveri, identificaron una proteína termoestable capaz de participar en la reacción de condensación de la síntesis de ácidos grasos sin catalizarla ella misma. En 1965, Majerus, Alberts y el propio Vagelos publicaron en la revista PNAS la identificación de la 4'-fosfopanteteína como su grupo prostético, cerrando la caracterización química básica de la molécula apenas dos años después de que se describiera por primera vez. No. Acetilo es un tipo concreto de acilo: el que procede del ácido acético, de solo dos carbonos. Acilo es el término general para cualquier radical derivado de la eliminación del hidroxilo de un ácido carboxílico, sea cual sea su longitud. Ninguna. Es, por definición, una proteína transportadora: sostiene y traslada el sustrato, pero son las enzimas del complejo (cetosintasa, deshidratasa, reductasas) las que realizan la química propiamente dicha sobre el acilo unido a ella. Porque se disocia con facilidad del resto del complejo y puede purificarse como proteína soluble independiente, algo que no ocurre con el dominio ACP humano, integrado de forma permanente en la gran cadena polipeptídica de la ácido graso sintasa. La mayor parte de lo que se sabe sobre la estructura tridimensional de la ACP procede, por esta razón, de estudios en Escherichia coli. Comparten el mismo grupo funcional, la fosfopanteteína, y ambas derivan en última instancia del ácido pantoténico (vitamina B5). La diferencia está en el soporte: en la coenzima A, la fosfopanteteína cuelga de una molécula pequeña y difusible; en la ACP, del residuo de serina de una cadena polipeptídica. Son, en cierto sentido, la misma solución química aplicada a dos contextos distintos.Qué es la proteína transportadora de grupos acilo
El grupo prostético: un brazo articulado
Función en la síntesis de ácidos grasos
Dos arquitecturas distintas: ácido graso sintasa de tipo I y de tipo II
Más allá de los ácidos grasos: el dominio ACP en las policétido sintasas
Un poco de historia
Preguntas frecuentes
¿"Acilo" y "acetilo" son lo mismo?
¿La ACP tiene actividad enzimática propia?
¿Por qué la ACP bacteriana se estudia más que la humana?
¿Qué relación tiene la ACP con la coenzima A?
Referencias
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Infografías realizadas con https://BioRender.com
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