«El papel rector de la coenzima A en la función del óxido nítrico era completamente desconocido e imprevisto antes de este estudio», dijo el autor principal Jonathan Stamler, MD, profesor de medicina de la Facultad de Medicina de la Universidad Case Western Reserve y director del Instituto Harrington Discovery en el Centro Médico UH Case. «El óxido nítrico opera en cada célula y tejido del cuerpo para influir en la función celular. Estamos tratando de trabajar a través del control básico de la biología del óxido nítrico para dilucidar la maquinaria subyacente a sus mecanismos de acción.»
La coenzima A pone en marcha un proceso conocido como nitrosilación de proteínas, que libera óxido nítrico para alterar la forma y la función de las proteínas dentro de las células para modificar el comportamiento celular. El propósito de manipular el comportamiento de las células es adaptar sus acciones para adaptarse a las necesidades siempre cambiantes del metabolismo del cuerpo.
Además, los investigadores de Case Western Reserve y UH identificaron cientos de proteínas reguladas por la nitrosilación de proteínas impulsada por la coenzima A. Se observó que muchos de los objetivos de nitrosilación recientemente descubiertos influían en la producción de energía celular. Debido a que la coenzima A en sí misma sirve como fuente de energía para las células, los autores concluyeron que la nitrosilación podría influir en los principales componentes de las células, como las grasas y los azúcares.
» Estamos tratando de entender cómo funciona la nitrosilación para garantizar que el óxido nítrico logre su especificidad en la regulación de la función celular. Hemos encontrado nuevas enzimas que regulan la nitrosilación por la coenzima A», dijo Stamler. «Sabemos que la nitrosilación aberrante de proteínas es una causa común o un contribuyente a la enfermedad. Anticipamos que estas nuevas enzimas pueden desempeñar un papel.»
Durante su investigación, los investigadores estudiaron la levadura al hacer sus descubrimientos sobre la coenzima A y también una nueva clase de enzimas que controlan la capacidad de la coenzima A para nitrosilar proteínas. Estas enzimas recién encontradas tienen un profundo efecto en el metabolismo celular, particularmente en la síntesis de esteroles (colesterol), al regular el mecanismo de señal del metabolismo celular y la nitrosilación de proteínas. Las alteraciones en los niveles de colesterol son una causa común de aterosclerosis y Alzheimer.
«Nos complace decir que estas nuevas clases de enzimas potencialmente proporcionan entrada en la regulación metabólica en los mamíferos y ofrecen nuevas vías y nuevas posibilidades para comprender el metabolismo celular», dijo Stamler. «Esta nueva clase de enzimas está presente en todas las células vivas, y gobierna las moléculas de señalización metabólica y regula el metabolismo celular en organismos, desde bacterias hasta humanos.»
En términos de los próximos pasos, Stamler y otros investigadores trabajarán para identificar las funciones específicas de cada enzima en la clase de enzimas que descubrieron durante el curso de esta investigación.
Los descubrimientos básicos fundamentales de esta nueva clase de enzimas y de la función de la coenzima A podrían abrir una nueva vía de investigación científica. Sus hallazgos sustentan el desarrollo de nuevos enfoques terapéuticos para pacientes con enfermedades cardíacas y de otro tipo.
«El metabolismo celular es un tema candente hoy en día porque las alteraciones en el metabolismo celular sirven como firma para una gran variedad de enfermedades», dijo Stamler. «Nuestros hallazgos sobre estos mecanismos del metabolismo celular prometen una nueva comprensión de la salud y la enfermedad.»