Estudio computacional de las relaciones evolutivas de los receptores ionotrópicos NMDA, AMPA y kainato en cuatro especies de primates.

Computational study of the evolutionary relationships of the ionotropic receptors NMDA, AMPA and kainate in four species of primates

Objetivo. Identificar la influencia de los cambios en la estructura secundaria y la relación evolutiva de los receptores NMDA, AMPA y kainato en Homo sapiens, Pan troglodytes, Pongo pygmaeus y Macaca mulatta. Materiales y métodos. Identificamos 91 secuencias de receptores NMDA, AMPA y kainato y las analizamos con software para predecir la estructura secundaria, los sitios de fosforilación, alineaciones múltiples, la selección de modelos de evolución de proteínas y la predicción filogenética. Resultados. Encontramos que las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A mostraron cambios estructurales en la región C-terminal y formación o pérdida de sitios de fosforilación en esta zona. Además, la predicción filogenética sugiere que las subunidades NMDA NR2 son las más cercanas al nodo ancestral que da lugar a las otras subunidades. Conclusiones. Los cambios en la estructura y los sitios de fosforilación en las subunidades GLUR5, NR2A, NR2C y NR3A sugieren variaciones en la interacción de la región C-terminal con proteínas quinasas y con proteínas con dominios PDZ, lo que podría afectar el tráfico y anclaje de las subunidades. Por otro lado, la predicción filogenética sugiere que los cambios que ocurrieron en las subunidades NR2 dieron lugar a las otras subunidades de receptores ionotrópicos de glutamato, principalmente porque las subunidades NMDA y particularmente las subunidades NR2D son las más estrechamente relacionadas con el nodo ancestral que posiblemente dio lugar a subir a los iGluRs.

INTRODUCCIÓN

Una forma de entender la evolución humana es a través del estudio de los primates básicamente por similitudes morfológicas, bioquímicas y de comportamiento en respuesta a condiciones ambientales parecidas; por ejemplo una característica importante es que los primates presentan cerebros con mayor tamaño respecto al tamaño corporal en relación a otras especies (1). Esta tendencia es mayor en los seres humanos y es una característica evolutiva que favorece los procesos de memoria y aprendizaje (2). Adicionalmente las habilidades cognitivas están directamente relacionadas con el incremento en el tamañodel cerebro (3).

Varios de los aportes que hasta el momento se han realizado respecto al funcionamiento y estructura del cerebro, del sistema nervioso central (SNC), de los procesos sinápticos, entre otros, para los mamíferos y en especial para el ser humano involucran al glutamato. Este aminoácido excitatorio es uno de los principales neurotransmisores del SNC, el cual actúa a través de receptores ionotrópicos y metabotrópicos (4).