nvestigadores del Instituto de Biomedicina de Valencia, del Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC), han descrito la estructura de la enzima carbamilfosfato sintasa (CPS1), explicando el papel de esta enzima como interruptor
metabólico clave del ciclo de la urea, y aclarando los efectos de las mutaciones
encontradas en pacientes con la enfermedad congénita déficit de CPS1. El estudio
aparece publicado en la revista Scientific Reports y podría tener aplicaciones futuras en
el campo del tratamiento de afecciones como la hiperamonemia, concentraciones
elevadas de amonio en la sangre que pueden ser sumamente graves para el desarrollo
de los individuos, especialmente los recién nacidos.
El ciclo de la urea convierte el amoniaco que producimos como desecho tóxico a partir
de las proteínas que ingerimos en urea, mucho menos tóxica. El fallo del ciclo de la
urea aumenta la llegada de amoniaco al cerebro produciendo, si no se trata, coma,
retraso mental e incluso la muerte.
Vicente Rubio, profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Biomedicina de
Valencia, explica que “la enzima CPS1 lleva a cabo el primer paso de ese ciclo,
controlando la velocidad del mismo al requerir, para ser activa, la presencia del Nacetil-L-glutamato (NAG), que es esencial para que la CPS1 pueda ejercer su función.
Por eso, la CPS1 es para el ciclo de la urea como un mando regulador que puede hacer
que el ciclo vaya más deprisa o más despacio, según cuánto NAG haya, y que evita
tanto que se eleve el amoniaco más allá de lo normal como que descienda demasiado,
ya que la ausencia completa de amonio sería también devastadora, al disminuir los
niveles de aminoácidos y de proteínas”.
“Hemos determinado las estructuras de la CPS1 con y sin NAG, aclarando así cómo
tiene lugar este proceso de modulación del ciclo de la urea. Lo que hemos hecho ha
sido demostrar que se dan cambios propagados a gran distancia dentro de la enorme
molécula de la CPS1, con movimientos en sus dos centros activos y formación de
túneles internos para que los compuestos intermedios de la complicada reacción que
realiza esta enzima puedan migrar de uno a otro centro activo protegidos del agua,
completando así la reacción”, añade Ignacio Fita, profesor de investigación del CSIC en el Instituto de Biología Molecular de Barcelona, quien también ha participado en este
trabajo.
“Este trabajo podría tener aplicación en el diseño de nuevos fármacos que traten el
déficit de NAG sintasa, la enzima que fabrica el NAG necesario para activar la CPS1 que
evita la hiperamonemia”, concluye Rubio.
Este trabajo ha sido dirigido por investigadores del Instituto de Biomedicina de
Valencia del CSIC, que están afiliados también al Centro de Investigación Biomédica en
Red sobre Enfermedades Raras (CIBERER) del Instituto de Salud Carlos III.