Identifican el mecanismo de la enzima que produce la dopamina

Un equipo de investigadores ha determinado la estructura tridimensional de la enzima clave para sintetizar la dopamina, un neurotransmisor esencial para muchas funciones vitales cruciales en los mamíferos, como la coordinación del movimiento, la memoria, la atención, o la sensación de placer.

Los investigadores han determinado la estructura tridimensional de la tirosina hidroxilasa (TH), una enzima clave en el metabolismo de la dopamina y la adrenalina, y cuyo mal funcionamiento puede producir enfermedades neurológicas como la enfermedad de Parkinson.

Esta información, publicada en la revista Nature Communications, permitirá comprender cómo funciona esta enzima y sentar las bases para desarrollar fármacos de utilidad en enfermedades neurológicas como el párkinson.

El equipo, liderado por José María Valpuesta, del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC), en colaboración con el grupo de Aurora Martínez, de la Universidad de Bergen, en Noruega, ha determinado la estructura de la enzima tirosina hidroxilasa mediante el uso de la criomicroscopía electrónica, una técnica microscópica que analiza muestras a temperatura criogénicas.

El trabajo muestra por primera vez la estructura de la enzima TH (que consta de cuatro partes) y ha observado el mecanismo de autorregulación de TH mediado por la dopamina.

“Gracias a la estructura general identificada ahora, se puede entender cómo la TH se autoinhibe en presencia de dopamina”, explica el investigador del CNB y coautor del trabajo, Jorge Cuéllar.

Combinando la criomicroscopía electrónica con métodos bioquímicos, los autores han determinado que la actividad de TH depende de la localización de esta región en la estructura global.

Cuando en la célula hay suficiente cantidad de dopamina, esta se une al centro activo de la TH, la región flexible se mueve para proteger esta unión y se mantiene la inhibición, precisa el CSIC en una nota.

“El nuevo modelo permite seguir los cambios en la estructura tridimensional de la enzima al unirse con la dopamina y el papel relevante de la región flexible en el funcionamiento o la inhibición de su acción”, recalca Cuéllar.

Por el contrario, ante una nueva necesidad de dopamina, se activa la fosforilación de la región flexible, que desestabiliza la unión de la enzima y la dopamina, siendo desplazada del centro activo, y la enzima vuelve a funcionar.