Juan Palacios-Ortega, Sara García-Linares, Esperanza Rivera-de-Torre, José G. Gavilanes, Álvaro Martínez-del-Pozo* y J. Peter Slotte*

Sticholysin, Sphingomyelin, and Cholesterol: A Closer Look at a Tripartite Interaction

Biophysical Journal 116, 2253-2265 (2019)

DOI: 10.1016/j.bpj.2019.05.010

RESUMEN

Las actinoporinas son un grupo de proteínas tóxicas solubles que se unen a las membranas que contienen esfingomielina (SM) y oligomerizan para formar poros. StnII es un miembro de esta familia, producido por la anémona marina Stichodactyla helianthus. Se sabe que el colesterol (Chol) aumenta su actividad tóxica. Sin embargo, no se conocen con suficiente detalle los mecanismos moleculares detrás de esta activación. Para explorar más a fondo esta cuestión, se usó un enfoque que utiliza análogos fluorescentes de Chol y SM en combinación con una serie de mutantes de triptófano (Trp) de StnII. En primer lugar, se comparó la permeabilización bicapa por parte de la proteína, en presencia de Chol u oleil-ceramida (OCer). La comparación se hizo porque tanto Chol como OCer tienen un hidroxilo que les ayuda a orientarse de forma similar en la bicapa y ambas moléculas también tienen una gran afinidad por SM. Nuestros resultados muestran que sólo el Chol es capaz de activar la permeabilización inducida por StnII. Para examinar más a fondo las posibles interacciones Chol/StnII, también medimos la transferencia de energía de resonancia de Förster entre los Trp de StnII y colestatrienol, un análogo fluorescente del Chol. Se vio que existe una mayor eficiencia en esta transferencia cuando se trata de los Trp en las posiciones 100 y 114, los más cercanos a la zona hidrófoba de la membrana. Tomados en conjunto, nuestros resultados sugieren que StnII es capaz de atraer el Chol a su entorno próximo de forma específica. Como se sabe que las interacciones con SM son importantes para la unión de StnII a las bicapas, y que el Chol facilita la permeabilización subsiguiente, nuestros resultados ayudan a comprender mejor el papel de estos importantes lípidos, muy abundantes en las membranas, en las propiedades citotóxicas de estas proteínas hidrosolubles formadoras de poros.