Resumen: Los investigadores han revelado hallazgos importantes sobre la producción de 11-cis-retinol, una molécula fundamental para la visión tanto en humanos como en insectos. Al estudiar la proteína NinaB en insectos y compararla con la proteína humana RPE65, necesaria para sintetizar 11-cis-retinol, el equipo descubrió diferencias importantes en sus mecanismos operativos a pesar de sus similitudes estructurales.
Esta investigación no sólo desafía las suposiciones anteriores sobre los paralelismos entre la visión humana y la de los insectos, sino que también proporciona información crítica sobre las enfermedades de la retina, en particular la amaurosis congénita de Leber. A través de la cristalografía de rayos X, el estudio arroja luz sobre los procesos únicos que subyacen a la producción de 11-cis-retinal, ofreciendo formas potenciales de abordar las mutaciones genéticas que dañan la visión.
Puntos clave:
- Similitudes estructurales con diferencias funcionales.: A pesar de la similitud estructural entre NinaB en insectos y RPE65 en humanos, sus procesos para producir 11-cis-retinol difieren significativamente.
- Información sobre las enfermedades de la retina: El estudio avanza en la comprensión de las bases genéticas de las enfermedades de la retina como la amaurosis congénita de Leber al revelar cómo las mutaciones en RPE65 alteran la visión.
- Avances en la investigación de la visión.: Al dilucidar la estructura y función de NinaB, los investigadores obtuvieron conocimientos sobre RPE65, abriendo nuevas vías para el tratamiento de la discapacidad visual causada por mutaciones genéticas.
Fuente: Universidad de California en Irvine
Investigadores de la Universidad de California, Irvine, han descubierto profundas similitudes y sorprendentes diferencias entre humanos e insectos en la producción de una molécula crítica que absorbe la luz en la retina, 11-hermanaRetinol, también conocido como «Cromosoma Visual».
Los hallazgos profundizan la comprensión de cómo las mutaciones en la enzima RPE65 conducen a enfermedades de la retina, en particular la amaurosis congénita de Leber, una ceguera infantil devastadora.

Para el estudio, publicado recientemente en línea en la revista Naturaleza Química Biología, el equipo utilizó cristalografía de rayos X para estudiar la proteína del insecto NinaB, que funciona de manera similar a la proteína RPE65 que se encuentra en los humanos. Ambos son críticos para la síntesis de 11 .hermanaRetinol y su ausencia provoca una discapacidad visual grave.
«Nuestro estudio desafía las suposiciones tradicionales sobre las similitudes y diferencias entre la visión humana y la de los insectos», dijo Philip Kiser, profesor asociado de fisiología, biofísica y oftalmología de la UCI.
«Si bien estas enzimas comparten un origen evolutivo común y una arquitectura tridimensional, el proceso por el cual producen 11-hermana-El retinol es diferente.»
Estructura de 11-hermanaEl retinol comienza con el consumo de alimentos como la zanahoria o la calabaza que contienen compuestos utilizados para la producción de vitamina A, como el betacaroteno. Estos nutrientes son metabolizados por enzimas que escinden los carotenoides, incluidas NINAB y RPE65.
Anteriormente se sabía que los humanos necesitan estas dos enzimas para producir 11-.hermanaBetacaroteno en retinol, pero los insectos sólo pueden lograr la conversión con NinaB. Una motivación clave para el estudio fue conocer las relaciones funcionales entre NinaB y RPE65, así como cómo NinaB puede combinar los dos pasos en una sola respuesta.
«Estructuralmente, encontramos que estas enzimas son muy similares, pero los sitios donde ejercen su actividad son diferentes», dijo la autora principal Yasmeen Solano, estudiante de posgrado en el laboratorio de Kiser en el Centro de Investigación de la Visión Traslacional de la UCI.
«La comprensión de los motivos clave dentro de la estructura de NinaB ha llevado a una mejor comprensión de la maquinaria catalítica necesaria para respaldar la función de los pigmentos visuales de la retina.
«A través de nuestro estudio de NinaB, pudimos aprender sobre la estructura de una parte importante de RPE65 que no había sido resuelta anteriormente. Este descubrimiento es clave para comprender y abordar las mutaciones de pérdida de función en RPE65.
Otros miembros del equipo incluyeron a Michael Everett, un especialista junior en el laboratorio de Kiser, y Kelly Dang y Jude Abugh, estudiantes universitarios de ciencias biológicas en ese momento.
Fondos: Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias con la subvención CHE-2107713, el Departamento de Asuntos de Veteranos con la subvención BX004939 y los Institutos Nacionales de Salud con la subvención EY034519-01S1.
Se trata de noticias de investigación en neurociencia visual.
Autor: Patricia Harriman
Fuente: Universidad de California en Irvine
Contacto: Patricia Harriman – UC Irvine
Imagen: Imagen acreditada a Neuroscience News.
Investigación básica: Acceso abierto.
«Las enzimas de escisión de carotenoides han evolucionado de manera convergente para producir un cromóforo visual» por Philip Kiser et al. Naturaleza Química Biología
Abstracto
Las enzimas de escisión de carotenoides evolucionaron de manera convergente para producir el cromóforo visual.
La respuesta a la luz de la retina en animales se origina a partir de la fotoisomerización de 11 acoplado a opsina.hermana-cromóforo de retinaldehído. Este cromóforo visual se produce enzimáticamente mediante la acción de dioxigenasas de escisión de carotenoides.
Los vertebrados requieren dos dioxigenasas de escisión de carotenoides, la β-caroteno oxigenasa 1 y el epitelio pigmentario de la retina 65 (RPE65), para formar 11-.hermanaEl retinaldehído se obtiene de sustratos de carotenoides, pero los invertebrados como los insectos no utilizan la misma enzima, conocida como inactivación o post-B (NinaB). RPE65 y NinaB pareja trans-cis isomerización con hidrólisis y oxigenación, respectivamente, pero se desconoce la relación mecanística de sus actividades isomerasa.
Aquí informamos la estructura de NinaB, revelando detalles de la arquitectura de su sitio activo y el modo de unión a la membrana. Los estudios de mutagénesis guiada por estructura identifican un grupo de residuos en lo profundo de la hendidura de unión al sustrato de NinaB que regula su actividad de isomerización.
Nuestros datos muestran que la actividad de isomerización está mediada por distintas regiones de sitios activos en NinaB y RPE65, una convergencia evolutiva que profundiza nuestra comprensión de la diversidad del sistema visual.