Goodpasture antigen-binding protein (GPBP) y su efector GPBP-interacting protein de 130-kDa (GIP130) dirigen la formación de miofibrillas

Resumen

Goodpasture antigen-binding protein (GPBP) es una proteína cinasa no convencional que regula la organización del colágeno IV de la membrana basal glomerular, y de la que existen al menos tres isoformas: GPBP-1 que es soluble y exportable; GPBP-2 que es citosólica y se genera por procesamiento alternativo de exones; y GPBP-3 que está asociada a membranas y regula la secreción de GPBP-1. El gen que expresa las proteínas GPBP (COL4A3BP) tiene notable expresión en tejido muscular, en el que GPBP-1 es la isoforma mayoritaria y se encuentra en la línea M de la banda A de las miofibrillas. Durante la miogénesis de mioblastos C2C12 en cultivo hay una progresiva disminución de la expresión de GPBP-2 y GPBP-3 y un aumento de GPBP-1, que se acumula en el citoplasma de los miotubos antes de la aparición de la miosina muscular. Mioblastos procedentes de ratones KO que no expresan GPBP-1 pero sí GPBP-2 (Gpbp-1-/-) presentan fusión celular deficiente y miofibrilogénesis defectuosa, con la aparición de agregados fibrilares citoplasmáticos sin estructura definida. Sin embargo los ratones Gpbp-1-/- se desarrollan con normalidad, no presentan funcionalidad muscular alterada y tienen miofibrillas perfectamente estructuradas en las que GPBP-2 ocupa el lugar de GPBP-1 en la banda A, lo que indica que en el contexto del animal GPBP-2 puede sustituir con eficacia a GPBP-1. Mioblastos procedentes de ratones transgénicos que sobreexpresan GPBP-1 humana (Tg-hGPBP-1) sufren una miogénesis más rápida y eficaz que mioblastos no transgénicos. Los ratones Tg-hGPBP-1 son menos resistentes a la fatiga que sus controles y presentan en sus músculos agregados tubulares, estructuras membranosas procedentes del retículo sarcoplásmico que se asocian a diversas miopatías y que reflejan alteraciones en la homeostasis del calcio. GPBP-1 se une a la proteína del retículo sarcoplásmico VAP-A y colocaliza con ella en el tejido muscular. GPBP-1 también se une a las GPBP-interacting proteins (GIPs), polipéptidos de 130 (GIP130) y 90 (GIP90) kDa con rasgos propios de proteínas estructurales que se expresan de forma preferente en músculo estriado. Las proteínas GIP se generan a partir del gen FILIP1L, que se expresa a través de un amplio programa de diversificación estructural que incluye uso de promotores alternativos, procesamiento alternativo de exones, polimorfismo de DNA, poliadenilación alternativa, fenómenos de deleción intraexónica y edición de mRNA por adición de nucleótidos. GIP130 presenta una región superhelicoidal (coiled-coil) que incluye dos cremalleras de leucina canónicas (leucine zippers), así como un dominio CortBP2 y un motivo poli-prolina tipo PxxPxxPxxP. GPBP-1 se une a GIP90 y GIP130 en células en cultivo. En ensayos de fosforilación in vitro, GIP130 es fosforilada por GPBP-1 y potencia la autofosforilación de GPBP-1, mientras que GIP90 se comporta como inhibidor de GPBP-1. En mioblastos C2C12 en diferenciación temprana GPBP-1 y GIP130 colocalizan principalmente en la periferia del núcleo. Cuando avanza la miogénesis y se expresa la miosina muscular, GIP130 pasa a colocalizar con esta en las miofibrillas nacientes. GIP130 se une directamente a la cadena pesada de la miosina muscular y facilita en ensamblaje de la miosina en células. GIP130 ve inducida su expresión durante la miogénesis, es esencial para la miofibrilogénesis, y su asociación con la miosina muscular está condicionada por GPBP-1. GIP130 y GPBP-1 interaccionan en tejido muscular y ambas colocalizan junto con la miosina muscular en la línea M de la banda A de las miofibrillas. De este modo, la cadena de interacciones VAP-A-GPBP-1-GIP130-miosina puede aportar un puente molecular que facilite el adecuado alineamiento entre miofibrillas y retículo sarcoplásmico. La alteración de este alineamiento en ratones Tg-hGPBP-1 podría plausiblemente causar alteraciones en la homeostasis del calcio y ser responsable de la escasa resistencia a la fatiga de estos ratones.