Carboxilesterasas y colinesterasas de cerebro de pollo: interacciones entre sustratos e inhibidores neurotóxicos

Abstract

Los compuestos organofosforados (OPs) pueden causar varios efectos neurotóxicos: (i) toxicidad colinérgica aguda por la inhibición de la enzima acetilcolinesterasa, (ii) neuropatía retardada inducida por organofosforados (OPIDN) por la modificación covalente de la llamada esterasa diana de neuropatía (NTE), (iii) efectos neuroconductuales y neuropsicológicos asociado con exposición a dosis medio-bajas de OPs, que no se pueden explicar con las moléculas diana conocidas; ( iv) la potenciación de OPIDN , cuya molécula diana se desconoce. Potencialmente, muchas proteinas podrían interaccionar con los OPs, especialmente en la familia de enzimas serina esterasas. En nuestro laboratorio se detectaron y discriminaron cinéticamente distintos componentes enzimáticos en las fracciones solubles y de membrana de cerebro de pollo que hidrolizan fenilvalerato (PVasa), usando los inhibidores mipafox, paraoxon y PMSF. Se identificaron tres componentes citosólicos en fracción soluble (Eα, Eβ y Eγ) y cuatro en mebranas (EPα, EPβ, EPγ y EPδ). En estetrabajo, se ha observado que la acetiltiocolina, sustrato de colinesterasas, inhibe parcialmente la actividad PVasa y que el fenilvalerato inhibe parcialmente la actividad colinesterasa. A fin de comprender la relación de los componentes de actividad PVasa con la actividad colinesterasa, se han discriminado los componentes enzimáticos que hidrolizan acetilcolina en fracciones soluble y de membranas de cerebro de pollo utilizando los siguientes inhibidores: mipafox (inductor de OPIDN), paraoxon (no inductor), PMSF (promotor de OPIDN), iso-OMPA (inhibidor irreversible considerado específico de butirilcolinesterasa), etopropazina (inhibidor reversible considerado específico de butirilcolinesterasa) y BW284c51 (inhibidor reversible considerado específico de acetilcolinesterasa). Se ha desarrollado un método para medir actividad hidrolizante de acetiltiocolina, modificado a partir del método cinético de Ellman. Se ha elaborado un modelo matemático basado en el mecanismo de inhibición reversible que estima las I50 de inhibidores reversibles y que permite además discriminar entre componentes enzimáticos. Se han identificado cuatro componentes colinesterásicos citosólicos (CS1, CS2, CS3 y CS4) y tres en membranas (CP1, CP2 y CP3). De la respuesta a inhibidores y las interacciones entre sustratos, se ha concluido que en fracción soluble el componente enzimático de actividad colinesterasa CS1 corresponde con el componente enzimático de actividad PVasa Eα, la butirilcolinesterasa puede ser la responsable esta actividad. En membranas, el componente EPα podría tener relación con el componente enzimático de actividad colinesterasa CP1. Los demás componentes PVasa, no parecen contener ni tener relación con los componentes de actividad colinesterasa detectados.