El miembro de la familia MAGE L2 (MAGEL2, también conocida como MAGE-like protein 2, Necdin-like protein 1 y Protein nM15), es una proteína humana codificada por el gen MAGEL2, igualmente denominado NDNL1. Se trata de una proteína compuesta por un total de 1249 aminoácidos y se encuentra presente, entre otros órganos, en la placenta y el cerebro (tanto fetal como adulto) y en menor medida en los fibroblastos.
Se ha asociado la mutación del gen MAGEL2, que comporta una menor expresión de este, al síndrome de Prader-Willi y a una de sus variantes, el síndrome de Schaaf-Yang.
Consideraciones generales
Familia de genes MAGE El gen que codifica la proteína MAGEL2 pertenece a la familia de genes MAGE (Melanoma-associated antigen). Solo existe una región común en todas las proteínas codificadas por los genes de la familia MAGE. Esta secuencia se denomina dominio homólogo de MAGE y consta de unos 200 aminoácidos.
Los distintos genes de la familia MAGE pueden ser clasificados en dos grupos. El primer tipo son aquellos genes que se encuentran agrupados en el cromosoma X. En este grupo se incluyen el MAGE-A, -B y -C. El segundo tipo son aquellos que no están restringidos en el cromosoma X, sino que son expresados en diferentes tejidos del cuerpo. En este grupo encontramos a los genes MAGE-D, -E, -F, -G, -H, -L (y sus subfamilias).
Inicialmente, se creía que los genes de esta familia se encontraban silenciados en adultos y que solo se expresaban en tumores. Sin embargo, en la actualidad se conoce que algunos de estos genes también tienen expresión en células sanas, como es el caso de MAGEL2.
Proteínas homólogas Se encuentran proteínas ortólogas de MAGEL2 en gran variedad de mamíferos. La proteína MAGE-like protein 2 de Gorilla gorilla gorilla, es la más parecida a la humana, con un 99,20% de conservación. La misma proteína en otros primates como Nomascus leucogenys o Pan troglodytes también presenta más de un 98% de similitud. Sin embargo, el parecido de la proteína humana con su ortóloga en roedores es significativamente menor, sobre un 60%. Este fenómeno se explica por la cercanía filogénica entre esta especies y Homo sapiens. +Algunos de los ortólogos de MAGEL2 [Homo sapiens] NP_061939.3DescripciónCobertura (%)E. valueConservación (%)Referencia (NCBI)MAGE-like protein 2 [Gorilla gorilla gorilla]1000.0100.00XP_030857939.1MAGE-like protein 2 [Nomascus leucogenys]100%0.098.56%XP_030670272.1MAGE-like protein 2 isoform X2 [Pan troglodytes]93%0.098.39%XP_016783259.1MAGE-like protein 2 [Canis lupus familiaris]100%0.079.70%XP_003434387.1MAGE-like protein 2 [Mus musculus]100%0.058.36%NP_038807.4PREDICTED: MAGE-like protein 2 [Rattus norvegicus]98%0.059.50%XP_001054803.2
Gen, localización y expresión
Gen La proteína MAGEL2 es codificada por un gen del mismo nombre, y que pertenece a la familia de genes MAGE, encargados de regular encimas ubiquitina ligasas. Este gen se encuentra en el cromosoma 15 y, debido a un fallo en su expresión, se ha visto relacionado con diversas patologías. Entre ellas, se encuentra el síndrome de Prader-Willi (PWS) y su variante, el síndrome de Schaaf-Yang (SYS); originados a causa de la pérdida de expresión de genes en la región 15q11-q13 de dicho cromosoma.
En humanos, este gen está formado por un total de 4319 bases nitrogenadas; de las cuales, a partir de la 125 hasta la 444, son codificantes de la proteína.
Localización El gen se encuentra en el cromosoma 15 y, por lo tanto, es de herencia autosómica, es decir, se hereda un alelo de cada progenitor. Además se encuentra en el locus 15q11.2. En concreto, se localiza dentro de una región del cromosoma denominada del mismo nombre que el síndrome con el que se le relaciona, Prader_Willi. Esta región mide alrededor de 4 777 456 bp, e inicia desde la base nitrogenada 19 775 255 hasta la 24 552 710, donde finaliza la región.
Por otro lado, este locus contiene duplicones y cortas secuencias de repetición que dan origen a tres puntos de corte (break points), de los cuales dos son proximales y uno distral. Estos puntos de rotura son BP1, BP2 y BP3, respectivamente. En este locus, hay dos centros reguladores de impronta: la región mencionada anteriormente Prader_Willi, también conocida como PWS-SRO (Prader Willi Syndrome-Smallest Region of deletion Overlap) de 4,3 kb, y la región AS-SRO (Angelmann Syndrome-Smallest Region of deletion Overlap) de 880 pb.
Expresión El gen MAGEL2 que codifica esta proteína se hereda tanto de forma paterna como materna, puesto que es un gen autosómico. Sin embargo, las anomalías genéticas asociadas a este gen, y por extensión, a la proteína, son debidas a la ausencia de expresión del alelo de origen paterno. Debido a este fallo en la expresión génica, el alelo materno se encontrará silenciado por factores epigenéticos.
La región 15q11-q13 es la afectada en esta ausencia de expresión. Esta región mide aproximadamente 6 Mb, y contiene tanto genes de expresión paterna (entre los que se encuentra el gen MAGEL2) como materna. Recientemente, se ha descubierto que mutaciones puntuales en este gen del cromosoma paterno está implicado en la aparición de SPW, pese a que en una minoría de los afectados (alrededor del 20-30%), es debido a una disomía uniparental materna.
La proteína MAGEL2 está altamente expresada en el hipotálamo y, a nivel celular, se encuentra en mayor proporción en el núcleo y en los early y late endosomes, pese a que también se encuentra en el citosol, en menor proporción. Además, constan diferentes tipos de evidencia sobre la presencia de esta proteína en las estructuras celulares (véase Figura 1). miniaturadeimagen|Figura 1: Imagen con leyenda que muestra la presencia de la proteína MAGEL2 en la célula según la evidencia conocida
Esta proteína consta de 1249 aminoácidos en la especie humana, pero el número puede variar en función de la especie. Por ejemplo, en los ratones (Mus musculus) MAGEL2 está constituida por 1284 aminoácidos, los monos Rhesus (M. mulatta) tienen 1251 y las ratas (Rattus norvegicus), 1258; entre otros.
Estructura La proteína codificada (MAGEL2) por dicho gen, en los seres humanos (Homo Sapiens), está compuesta por un total de 1249 aminoácidos, que en conjunto suman un peso total de 132 822 Da.
Estructura primaria. La secuencia en la que se configuran los aminoácidos, unidos por enlaces peptídicos, es la siguiente: 10 20 30 40 50 MSQLSKNLGD SSPPAEAPKP PVYSRPTVLM RAPPASSRAP PVPWDPPPID 60 70 80 90 100 LQASLAAWQA PQPAWEAPQG QLPAPVVPMT QPPALGGPIV PAPPLGGPMG 110 120 130 140 150 KPPTPGVLMV HPPPPGAPMA QPPTPGVLMV HPSAPGAPMA HPPPPGTPMS 160 170 180 190 200 HPPPPGTPMA HPPPPGTPMA HPPPPGTPMV HPPPPGTPMA HPPPPGTPMA 210 220 230 240 250 HPPPPGTPMA HPPPPGTPMA HPPPPGTPMA QPPAPGVLMA QPLTPGVLMV 260 270 280 290 300 QPAAPGAPMV QPPPAAMMTQ PQPSGAPMAK PPGPGVLMIH PPGARAPMTQ 310 320 330 340 350 PPASGAPMAQ PAAPPAQPMA PPAQPMASWA PQAQPLILQI QSQVIRAPPQ 360 370 380 390 400 VPQGPQAPPA QLATPPGWQA TSPGWQATQQ GWQATPLTWQ TTQVTWQAPA 410 420 430 440 450 VTWQVPPPMR QGPPPIRPGP PPIRPGPPPV RQAPPLIRQA PPVIRQAPPV 460 470 480 490 500 IRQAPPVIRQ APAVIRQAPP VIRQAPPVIR QAPPVIRQAP PLIRQAPPPI 510 520 530 540 550 RPAPQVLATQ PPLWQALPPP PPLRQAPQAR LPAPQVQAAP QVPTAPPATQ 560 570 580 590 600 VPAAPPAGPQ VPQPVLPAPL SAPLSAPQAV HCPSIIWQAP KGQPPVPHEI 610 620 630 640 650 PTSMEFQEVQ QTQALAWQAQ KAPTHIWQPL PAQEAQRQAP PLVQLEQPFQ 660 670 680 690 700 GAPPSQKAVQ IQLPPQQAQA SGPQAEVPTL PLQPSWQAPP AVLQAQPGPP 710 720 730 740 750 VAAANFPLGS AKSLMTPSGE CRASSIDRRG SSKERRTSSK ERRAPSKDRM 760 770 780 790 800 IFAATFCAPK AVSAARAHLP AAWKNLPATP ETFAPSSSVF PATSQFQPAS 810 820 830 840 850 LNAFKGPSAA SETPKSLPYA LQDPFACVEA LPAVPWVPQP NMNASKASQA 860 870 880 890 900 VPTFLMATAA APQATATTQE ASKTSVEPPR RSGKATRKKK HLEAQEDSRG 910 920 930 940 950 HTLAFHDWQG PRPWENLNLS DWEVQSPIQV SGDWEHPNTP RGLSGWEGPS 960 970 980 990 1000 TSRILSGWEG PSASWALSAW EGPSTSRALG LSESPGSSLP VVVSEVASVS 1010 1020 1030 1040 1050 PGSSATQDNS KVEAQPLSPL DERANALVQF LLVKDQAKVP VQRSEMVKVI 1060 1070 1080 1090 1100 LREYKDECLD IINRANNKLE CAFGYQLKEI DTKNHAYIII NKLGYHTGNL 1110 1120 1130 1140 1150 VASYLDRPKF GLLMVVLSLI FMKGNCVRED LIFNFLFKLG LDVRETNGLF 1160 1170 1180 1190 1200 GNTKKLITEV FVRQKYLEYR RIPYTEPAEY EFLWGPRAFL ETSKMLVLRF 1210 1220 1230 1240 LAKLHKKDPQ SWPFHYLEAL AECEWEDTDE DEPDTGDSAH GPTSRPPPR
Estructura secundaria Esta proteína no ha podido ser cristalizada todavía, aunque atendiendo a la secuencia de aminoácidos, se predice que la proteína tiene abundantes hélices α en su disposición, y en menor medida, láminas β con cadenas antiparalelas.
Estructura terciaria La proteína adquiere una configuración espacial de tipo desordenada. A pesar de ello se han reconocido diversos dominios, cada uno con múltiples funciones:
El primer dominio abarca desde el aminoácido 82 hasta el 235, se denomina "Drf_FH1" (Formin Homology Region 1) . Es un dominio presente en ciertas proteínas forminas.
El segundo comprende desde el aminoácidos 135 hasta el 206, denominado "WWbp" (Domain Ligand Proteine), la fosforilación de tirosina permite modular las interacciones que este dominio realiza con otros, lo que otorga a la proteína como principal función, de ligasa de E3 protein ubiquitine.
El último dominio comprende los aminoácidos 1027 a 1195. Esta región es conocida como "MAGE" (Melanoma Antigen Encoding Gene), es un dominio común entre todas proteínas de la familia de genes MAGE, aunque actualmente, no se sabe a ciencia cierta su función celular. La posición de este dominio es frecuente encontrarla en el extremo final de la proteína (como es el caso en esta), aunque también puede situarse en regiones más centradas de la cadena polipeptídica.
A pesar de que la proteína presenta cisteínas, no llegan a establecerse puentes disulfuro entre las cadenas.
Estructura cuaternaria y complejos proteicos Dicha proteína todavía no ha sido cristalizada por lo cual no se puede afirmar la existencia o no de su estructura cuaternaria, aunque se han logrado obtener predicciones de esta sobre la base de regiones de proteínas de su misma familia.
La proteínas de la familia MAGE forman complejos proteicos con ligasas de ubiquitina. Así, la proteína MAGEL-like protein interactúa con proteínas como:
Con la TRIM27, una ligasa de ubiquitina (ubiquitin ligase),dando como resultado el complejo MAGE-L2-TRIM27, que interviene en la degradación de sustancias citosólicas que realizan los proteosomas. Por otro lado, también interacciona con la VPS35, en endosomas que contienen retrómeros, y además, con la ARNTL, BMAL1 y PER2. Función biológica Como múltiples proteínas, MAGEL2 se encarga de realizar diversas funciones específicas en el organismo: Ubiquitinación Se ha confirmado que MAGEL2 estimula la actividad de la ubiquitina ligasa E3 de tipo RING-finger. Esta última es una enzima encargada de la adición de moléculas de ubiquitina a otras cadenas peptídicas. Se trata de un proceso postraduccional denominado ubiquitinación, que dota de la estructura correcta y función a algunas proteínas.
En este proceso intervienen tres enzimas: E1 de activación , E2 de conjugación y la última E3 de ligación. La ubiquitina E3 puede ser de tres tipos: HECT, U-box y RING-finger, siendo este último sensible ante la proteína Magel2, aumentando su actividad en el proceso mencionado de ubiquitinación.
Transporte retrógrado y reciclaje de proteínas endosómicas