Marcadores de organelas
Nikos Parisis (nnparisis at gmail dot com)
National Institute for Agricultural Research, Montpellier, France
Translator
Agustin Carbajal (quiocarbajal at gmail dot com)
Cordoba, Argentina
DOI
//dx.doi.org/10.13070/mm.es.3.181
Date
fecha : 2016-10-14; original version : 2013-03-24
Cite as
MATER METHODS es 2013;3:181
Resumen

Una compilación exhaustiva sobre marcadores de organelas.

English Abstract

A comprehensive compilation of organelle markers.

Las células no son simplemente sacos de protoplasma. Contienen varias organelas y estructuras, cada una con funciones específicas. Para una caracterización de una organela y de su composición, su purificación suele ser un requisito. Además, la caracterización de una nueva proteína requiere del conocimiento de su localización. Utilizar otras proteínas de referencia cuya localización se encuentra bien establecida (marcadores) es una estrategia útil. En esta revisión se discuten estas proteínas utilizadas como marcadores de organelas en inmunofluorescencias e inmunoblots. En la segunda parte de esta revisión se describen varios métodos para el fraccionamiento subcelular y la purificación de organelas.

ProteínaNombre completoNúmero de acceso UniprotID del genNúmPrincipales 3 proveedores
Golgi
GM130 Golgin subfamily A member 2 (Miembro 2 de la sufamilia A de Golgin) Q08379 2801 46 BD Biosciences (39), Abcam (2), Enzo Life Sciences (1)
TGN38 trans-Golgi network integral membrane protein 2 (Proteína integral de membrana 2 de la red de trans golgi) O43493 10618 15 AbD Serotec (Bio-Rad) (7), BD Biosciences (6), EMD Millipore (1)
RCAS1 receptor-binding cancer antigen expressed on SiSo cells (antígeno canceroso que une receptor expresado en células SiSo) O00559 9166 5MBL International (3), EMD Millipore (1)
alpha-Mannosidase 2 (alfa manosidasa 2) Q16706 4124 4BioLegend (2), EMD Millipore (2)
syntaxin 6 (sintaxina 6) O43752 10228 3 BD Biosciences (3)
FTCD formimidoyltransferase-cyclodeaminase (formimidoiltransferasa-ciclodeaminasa) O95954 10841
b4Gal beta1,4-galactosyltransferase 6 (beta 1,4-galactosiltransferasa 6) Q9UBX8 9331 1
Mitocondria
AIF apoptosis-inducing factor (factor de inducción de apoptosis) O95831 9131 7 EMD Millipore (3), Santa Cruz Biotechnology (2), Epitomics (2)
COX cytochrome c oxidase subunit 1 (subunidad 1 de la oxidasa de citocromo c) P00395 4512 5 EMD Millipore (1), Thermo Scientific (1), Abcam (1)
VDAC1 outer mitochondrial membrane protein porin 1 (proteína de membrana mitocondrial externa porina 1) P21796 7416 2 EMD Millipore (1), Thermo Scientific (1)
CPS1 carbamoyl-phosphate synthase (carbamoil-fosfato sintasa) P31327 1373 1 Abcam (1)
prohibitin (prohibitina) P35232 5245 1 Thermo Scientific (1)
hexokinase-1 (hexoquinasa 1) P19367 3098
Cromatina
histone H3.1 (histona H3.1) P68431 8968 35 EMD Millipore (27), Cell Signaling Technology (4), Abcam (2)
TERF1 telomeric repeat-binding factor (factor de unión a repetición telomérica 1) P54274 7013 3 Santa Cruz Biotechnology (1), EMD Millipore (1), Sigma-Aldrich (1)
histone H2A (histona H2A) Q7L7L0 92815
histone H4 (histona H4) P62805 8359 1 EMD Millipore (1)
TERF2IP telomeric repeat-binding factor 2-interacting protein 1 (proteína 1 de interacción con el factor de unión a repetición telomérica 2) Q9NYB0 54386 1Bethyl (1)
histone H2B (histona H2B) P33778 3018
Envoltura nuclear
prelamin-A/C (prelamina-A/C) P02545 4000 13 Santa Cruz Biotechnology (6), AbD Serotec (Bio-Rad) (2), Cell Signaling Technology (2)
lamin B1 (lamina B1) P20700 4001 3 Santa Cruz Biotechnology (2), EMD Millipore (1)
nuclear pore complex protein Nup98 (proteína del complejo de poro nuclear Nup98) P52948 4928 1
Nucleolo
Nop1p fibrillarin (fibrilarina) P22087 2091 8 Abcam (5), Cytoskeleton (2), Individual Researcher (1)
DNA-directed RNA polymerase I subunit RPA34 (subunidad RPA34 de la polimerasa de ARN I dirigida por DNA) O15446 10849
Nop2p ribosomal RNA methyltransferase NOP2 (metiltransferasa de RNA ribosomal NOP2) P46087 4839
Endosomas
EEA1 early endosome antigen 1 (antígeno 1 de endosoma temprano) Q15075 8411 61 BD Biosciences (41), Santa Cruz Biotechnology (8), Thermo Scientific (6)
clathrin heavy chain 1 (cadena pesada 1 de clatrina) Q00610 1213 13 BD Biosciences (6), Santa Cruz Biotechnology (2), Thermo Scientific (2)
Rab5 Ras-related

protein Rab5 (proteína relacionada a Ras, Rab5)

P20339 5868 11 BD Biosciences (9), Santa Cruz Biotechnology (1)
Rab11 Ras-related protein Rab-11A (proteína relacionada a Ras, Rab-11A) P62491 8766 4 Thermo Scientific (1), Santa Cruz Biotechnology (1), Abcam (1)
Rab9 Ras-related protein Rab-9a (proteína relacionada a Ras, Rab-9a) P51151 9367 2 Thermo Scientific (2)
Rab7 Ras-related protein Rab-7a (proteína relacionada a Ras, Rab-7a) P51149 7879 1 Santa Cruz Biotechnology (1)
clathrin light chain B (cadena liviana B de clatrina) P09497 1212
AP-2 AP-2 complex subunit sigma (subunidad sigma del complejo AP-2) P53680 1175
Exosomas
HSPA8 Q96IS6 3312 5 Enzo Life Sciences (3), Abcam (1), Thermo Scientific (1)
CD81 antigen (antígeno CD81) P60033 975 5 BD Biosciences (4), Santa Cruz Biotechnology (1)
(antígeno CD81) P21926 928 4
Retículo endoplasmático
calnexin (calnexina) P27824 821 30 Enzo Life Sciences (17), BD Biosciences (4), Santa Cruz Biotechnology (3)
calreticulin (calreticulina) P27797 811 19 Enzo Life Sciences (8), EMD Millipore (4), Santa Cruz Biotechnology (2)
GRP78 78 kDa glucose regulated protein (proteína de 78 kDa regulada por glucosa) P11021 3309 18Enzo Life Sciences (10), BD Biosciences (4), Santa Cruz Biotechnology (3)
PDI Protein disulfide-isomerase (proteína disulfuro isomerasa) P07237 5034 4 Enzo Life Sciences (4)
Microtúbulos
alpha tubulin (alfa tubulina) Q71U36 7846 32 BD Biosciences (39), Abcam (2), Enzo Life Sciences (1)
beta tubulin III (beta tubulina III, microtúbulo neuronal) Q13509 10381 28 BD Biosciences (39), Abcam (2), Enzo Life Sciences (1)
Centrosoma
gamma tubulin ( gama tubulina) P23258 7283 23 Sigma-Aldrich (21), Santa Cruz Biotechnology (1), Abcam (1)
pericentrin (pericentrina) O95613 5116 7 BioLegend (2), Abcam (2), Individual Researcher (1)
ninein (nineina) Q9Y2I6 22981
Filamentos de actina
actin alpha (actina alfa, músculo liso) P62736 59 30 Sigma-Aldrich (13), Dako (12), Epitomics (1)
Autofagosomas y lisosomas
LAMP1 lysosome Associated Membrane Protein 1 (proteína asociada a lisosoma 1) P11279 3916 35 BD Biosciences (13), Developmental Studies Hybridoma Bank (9), Santa Cruz Biotechnology (6)
LAMP2 lysosome Associated Membrane Protein 2 (proteína asociada a lisosoma 2) P13473 3920 15 Developmental Studies Hybridoma Bank (7), Santa Cruz Biotechnology (3), Abcam (2)
LC3microtubule-associated proteins 1A/1B light chain 3A (cadena liviana 3A de proteínas asociadas a microtúbulos 1A/1B) Q9H492 84557 6MBL International (3), Abgent (2), Nanotools (1)
beta-galactosidase (beta galactosidasa) P16278 2720 4 Abcam (1), Thermo Scientific (1), Fitzgerald Industries (1)
Apg12 ATG12 autophagy related protein 12 (proteína relacionada a autofagia 12) C1IDX9 9140 1 Cell Signaling Technology (1)
Apg5 autophagy protein 5 (proteína de autofagia 5) Q9H1Y0 9474 1 Santa Cruz Biotechnology (1)
Melanosomas
OA1Melanoma antigen recognized by T-cells 1 (antígeno de melanoma reconocido por células T 1) Q16655 2315 5 Dako (3), BioLegend (1), Nichirei Biosciences Inc. (1)
Gp100 melanocyte protein PMEL (proteína de melanocito PMEL) P40967 6490 2Enzo Life Sciences (1), Thermo Scientific (1)
TYRP1 tyrosinase-related protein 1 (proteína 1 relacionada a la tirosinasa) Q6LES1 7306 1 Santa Cruz Biotechnology (1)
Dct / TYRP2 tyrosinase-related protein 2 (proteína 2 relacionada a la tirosinasa) P40126 1638
Peroxisomas
catalase (catalasa) P04040 847 1Fitzgerald Industries (1)
acyl-coenzyme A thioesterase 8 (tioesterasa 8 de acetilcoenzima A) O14734 10005
PEX3 peroxin factor 3 (factor peroxina 3) P56589 8504
Ribosomas
rpS6 ribosomal protein s6 (proteína ribosomal s6) P62753 6194 9 Cell Signaling Technology (9)
60S ribosomal protein L7a (proteína ribosomal L7a de 60S) P62424 6130
60S ribosomal protein L26 (proteína ribosomal L26 de 60S) P61254 6154
Proteosomas
20S proteasome alpha-subunit (subunidad alfa 20S del proteosoma)s P25786 5682 5 EMD Millipore (3), Sigma-Aldrich (1), Affiniti (1)
proteasome subunit beta type-5 (subunidad beta tipo 5 del proteosoma) P28074 5693
26S protease regulatory subunit 4 (subunidad regulatoria de proteasa 26S) P62191 5700
Rpn2 26S proteasome non-ATPase regulatory subunit 1 (subunidad regulatoria de proteasa 26S no ATPasa) Q99460 5707
Cim5 26S protease regulatory subunit 7 (subunidad regulatoria de proteasa 7 26S) P51665 5713
Mitosis
phosphohistone H3 (fosfohistona H3) P68431 8968 35 EMD Millipore (27), Cell Signaling Technology (4), Abcam (2)
Citocinesis
Aurora B kinase (quinasa aurora B) Q96GD4 9212 13 BD Biosciences (9), Abcam (3), Rockland Immunochemicals (1)
Tabla 1. Marcadores de organelas y sus estadísticas en la revisión de Labome de más de 10.000 publicaciones. Núm: número de publicaciones con aplicaciones de anticuerpos en experimentos de inmunohistoquímica e inmunocitoquímica.
Marcadores de Golgi

Las principales funciones del aparato de Golgi son el plegamiento adecuado de macromoléculas y su secreción al ambiente extracelular (exocitosis vía la red de trans Golgi) o su transporte, junto con otras proteínas y lípidos, en el ambiente intracelular (apilamientos de Golgi). Los aparatos de Golgi también pueden sintetizar proteoglicanos y carbohidratos. Generalmente son desensamblados durante la mitosis y reensamblados luego de la misma en cada célula hija [1].

Marcadores de organelas Figura 1
Figura 1. Marcadores de organelas - Resumen general. (Crédito y permiso para la imagen original de la célula: Servier Medical Art)
RCAS1 o EBAG9

El antígeno canceroso que une receptor expresado en células SiSo es una proteína transmembrana tipo III residente del Golgi [2] y más específicamente localizada en el compartimiento intermedio entre el RE y el Golgi y en el cis Golgi [3].

Sintaxina 6

Se encuentra principalmente en el Golgi y está involucrada en el tráfico de vesículas intracelulares [4].

Formimidoiltransferasa ciclodeaminasa (del inglés, FTCD)

es una enzima de 58 kDa con actividad transferasa y deaminasa. Se localiza en el Golgi y facilita el empaquetamiento de vimentina empezando en el Golgi, pero recientemente también se la encontró en el centrosoma [5].

Miembro 2 de la sufamilia A de Golgin (GM130)

es un autoantígeno de Golgi el cual probablemente tiene una función en el transporte RE-Golgi [6].

Alfa manosidasa II

se localiza en la membrana del aparato de Golgi y se encuentra involucrada en la glucosilación de proteínas, ya que regula pasos en la síntesis de N-glicanos.

beta 1,4-galactosiltransferasa 6 (b4Gal-T6)

se encuentra involucrada en la biosíntesis de glucoesfingolípidos y es otro marcador de membrana interna de Golgi.

TGN38

regula el tráfico de membrana desde la red del trans Golgi (el mecanismo secretorio) a la membrana plasmática. Tras el tratamiento con Brefeldina A, los apilamientos de Golgi se desordenan y la red del trans Golgi colapsa junto al centrómero. Por ende, la tinción del TGN38 distingue la red de trans Golgi de los apilamientos de Golgi [7].

Marcadores mitocondriales

La mitocondria (del griego mitos, μίτος = hilo + condrion, χονδρίον = gránulo) es una organela de 0.5-1.0 μm de diámetro. Son consideradas las plantas de energía de la célula ya que sintetizan energía en la forma de adenosina trifosfato (ATP) pero también tienen otras funciones. La mitocondria se encuentra compuesta por una membrana interna y una externa, el espacio intermembranoso, las crestas y la matriz y contienen su propio ADN separado del nuclear. En humanos se han encontrado mas de 600 proteínas diferentes [8] y algunas de ellas se utilizan como marcadores.

Marcadores de organelas Figura 2
Figura 2. (A) Adaptado de [22], en donde se demostró que PTTG1 se asocia con el aparato de Golgi, tal como revelado por su colocalización con GM130 en células RPE1. (B) Adaptado de [23], en donde se demostró que ZnT2 se localiza en los endosomas tardíos y en el RE, por colocalización con M6PR y PDI, respectivamente. (C) Adaptado de [24] en donde la localización de ATZ en el RE se demostró en células Hepa 1-6, utilizando calnexina como marcador. (D) Inmunofluorescencia de ADN, microtúbulos y centrosoma por DAPI, alfa tubulina y gama tubulina, respectivamente - Adaptado de Abcam. (E) Inmunofluorescencia en células HeLa en mitosis con tinción de los cromosomas con DAPI, de los centrómeros con CREST y los cromosomas mitóticos con H3S10ph. Adaptado de [25].
Carbamoil-fosfato sintasa I (CPS1)

es la isozima mitocondrial de 163 kDa de esta enzima, la cual está involucrada en el ciclo de la urea y remueve el exceso de amoníaco de la célula. CPS1 es un marcador de mitocondrias de hígado y de riñón.

Prohibitina

Es una proteína de 30 kDa de la membrana mitocondrial interna y probablemente regula la respiración mitocondrial. Se encuentra involucrada en varias actividades incluida la apoptosis, la regulación del ciclo celular y la senescencia. La prohibitina es mas abundante durante la fase G1 del ciclo celular y tras el tratamiento con tianfenicol (en inglés thianphenicol), un inhibidor de la síntesis de proteínas mitocondriales [9].

Citocromo C oxidasa (COX)

es un complejo proteico de la membrana mitocondrial interna [10]. Se encuentra involucrado en la translocación de protones y en la catálisis del oxígeno a agua requerida para la síntesis de ATP.

Factor de inducción de apoptosis (AIF, PDCD8)

es una proteína de 67 kDa del espacio intermembranoso y es de expresión ubicua. En la mitocondria, el AIF funciona como una oxidoreductasa y tiene actividad antiapoptótica. Sin embargo, durante las señales apoptóticas, el AIF es liberado al citoplasma y transloca al núcleo para inducir apoptosis nuclear.

Hexoquinasa

es una quinasa de la membrana mitocondrial externa que cataliza el primer paso de la glucólisis. La hexoquinasa fosforila hexosas (un azúcar de seis carbonos) para formar fosfatos de hexosa (por ej. glucosa a glucosa-6-fosfato).

VDAC1

(proteína de membrana mitocondrial externa porina 1) es el receptor de la membrana mitocondrial externa para la hexoquinasa y para BCL2L1.

Marcadores nucleares

Existen varias proteínas utilizadas para distinguir estructuras nucleares entre ellas:

Cromatina:

La molécula de ADN se encuentra condensada y envuelta alrededor de 4 histonas centrales (H2A, H2B, H3, H4 - las cuales forman un octámero) y forma el nucleosoma. La histona H1 es un enlazante de proteínas el cual se une a áreas distales de cromatina y la compacta aún mas. El ADN, junto con las histonas y otras proteínas que se le asocian (para regular la transcripción, replicación, reparación del ADN, etc.) es llamado cromatina.

Por ende, cualquier colorante que una ADN puede ser utilizado como un marcador de cromatina. Por ejemplo, el 4',6-diamidino-2-fenilindol (DAPI) y los colorantes Hoechst 33258 y Hoechst 33342 son los mas comunes. Bromodeoxiuridina (BrdU) es un nucleósido sintético utilizado para detectar células en proliferación. La tinción con 5-etinil-2'-deoxiuridina (EdU) es igual de efectiva.

Todas las histonas centrales son requeridas para la formación del nucleosoma. Por ende, anticuerpos anti histonas marcarían principalmente cromatina. Anticuerpos específicos contra modificaciones de histonas pueden distinguir entre eucromatina (por ej. H2Kme3 o H3K36me3) y heterocromatina (por ej. H4K20me3). Fosfohistona H3 también puede ser utilizada para indicar el estado mitótico de las celulas [11].

El factor de unión a repetición telomérica 1 (TERF-1, RAP1) se encuentra localizado en los telómeros y regula el largo de los mismos.

Envoltura nuclear:

La envoltura nuclear es la estructura membranosa de bicapa lipídica que rodea al núcleo y lo separa del citoplasma. La membrana interior está compuesta de una red de filamentos intermedios, la lámina nuclear, mientras que la membrana exterior se encuentra conectada físicamente con el retículo endoplásmico, por ende compartiendo algunas proteínas. Pequeños orificios en la envoltura nuclear constituyen los complejos de poros nucleares de alrededor de 100 nm de diámetro y conectan las membranas nucleares externa e interna y también exportan e importan proteínas hacia y desde el núcleo.

Lamina A (74 kDa) y lamina C así como lamina B (68 kDa) pueden ser detectadas por anticuerpos para revelar la envoltura nuclear, la cual se desensambla durante la mitosis. Durante la apoptosis, lamina A y C se dividirán en dos fragmentos de 40-50 y 28 kDa.

La nucleoporina 98 (NUP98) pertenece al complejo de poros nucleares.

Nucleolo:

El nucleolo es una estructura no membranosa dentro del núcleo de la célula, el cual transcribe y ensambla ARN ribosomal. Los componentes proteicos de los nucleolos pueden ser utilizados como marcadores, tales como la ARN polimerasa PAF49, la proteína nucleolar 1 (Nop1p/Fibrillarin), Nop2p, Nop5p y Nsr1p.

Marcadores endosomales

Los endosomas son compartimentos citoplásmicos los cuales rodean moléculas y las transfieren desde la membrana a otras partes dentro de la célula. Generalmente, los complejos endocitados (por ej. ligando y receptor) son separados en endosomas tempranos y cada componente puede ser transferido a su nuevo destino (por ej. lisosomas, Golgi, etc.) a través de los endosomas tardíos.

Rab5, Rab7, Rab9 y Rab11

Rab5 es una GTPasa pequeña (24 kDa) de la familia Ras, la cual viaja desde la membrana plasmática a los endosomas tempranos y regula el tráfico vesicular y la fusión de la membrana plasmática con los endosomas tempranos, a través de su interacción con otras proteínas. De manera similar, Rab7, Rab9 y Rab11 son marcadores proteicos endosomales igualmente buenos.

EEA1

Una de las proteínas que interaccionan con Rab5 es el antígeno endosomal temprano 1(EEA1). Es una proteína de 162 kDa y participa del tráfico endosomal.

Clatrina y proteína adaptadora 2 (AP-2)

Otras estructuras para la endocitosis y la transferencia de moléculas son las microcavidades recubiertas de clatrina (o vesículas). Estas vesículas consisten de una cubierta proteica la cual empaqueta los receptores de membrana y otras moléculas. La clatrina y la proteína adaptadora 2 (AP-2) son excelentes marcadores para vesículas recubiertas por clatrina.

Marcadores exosomales

Algunas veces los endosomas se fusionan con la membrana plasmática y son secretados al espacio extracelular, siendo estos un mecanismo de secreción. Los exosomas son importantes ya que contienen proteínas citoplasmáticas y proteínas de membrana así como lípidos y moléculas de ARN que pueden ser potenciales biomarcadores de enfermedades particulares.

HSPA8, y las proteínas de cuádruple paso transmembrana, CD81 y CD9, son buenos marcadores para exosomas [12].

Marcadores del retículos endoplasmático

El retículo endoplasmático (RE) es una estructura citoplasmática que contiene chaperonas que ayudan a que los polipéptidos se plieguen correctamente y que se ensamblen en complejos proteicos. La mayoría de las proteínas del RE contienen un motivo KDEL (lisina-aspartato-glutamina-leucina) y son retenidas mediante la interacción con el receptor interno del RE de KDEL. Por ende, un anticuerpo anti KDEL que reconozca el motivo es utilizado como un marcador positivo del RE.

Calnexina

es una proteína integral de membrana del RE de 90 kDa la cual se une a proteínas no plegadas y las retiene en el RE.

Calreticulina

es una chaperona de 48 kDa del RE con el motivo KDEL en el extremo C terminal y une proteínas monoglucosiladas sintetizadas en el RE.

GRP 78

La proteína relacionada a glucosa de 78 kDa (del inglés, GRP 78) contiene un motivo KDEL en el extremo C terminal y facilita el ensamblaje de complejos proteicos en el RE. Es esencial para la viabilidad celular.

Proteína disulfuro isomerasa (PDI)

El hábitat de PDI es el RE debido a su motivo KDEL. PDI tiene varias funciones, incluyendo la formación de puentes disulfuro en proteínas no plegadas.

Marcadores de citoesqueleto
Microtúbulos:

Los microtúbulos son filamentos elongados constituidos por tubulinas. Las tubulinas alfa y beta son proteínas globulares de 55 kDa que forman heterodímeros y que polimerizan para formar el microtúbulo cilíndrico. Se encuentran involucrados en numerosas funciones celulares y especialmente en el mantenimiento de la estructura celular, el transporte intracelular o la formación del huso mitótico que separa las cromátidas hermanas durante la división celular. La polimerización de la tubulina comienza en el centrosoma, el cual constituye el centro organizador de microtúbulos (COM) en la interfase y los polos del huso durante la mitosis, en donde diferentes complejos proteicos constituyen el andamiaje necesario para la iniciación de la polimerización de tubulina. Estos complejos contienen γ tubulina. El centrosoma contiene solo una copia por célula, el cual se duplica durante la mitosis.

Anticuerpos contra α o β tubulina son buenos marcadores de microtúbulos.

Anticuerpos contra γ tubulina muestran el centrosoma. Otros marcadores de centrosoma son la pericentrina y la nineina. Pericentrina es una proteína de 220 kDa involucrada en la formación inicial (nucleación) del microtúbulo. Nineina es una proteína centrosomal involucrada en la nucleación y el encapuchado de los extremos mas y menos.

Filamentos de actina:

De manera similar a los microtúbulos, los filamentos de actina son tubos delgados cilíndricos de doble hélice compuestos por actina α o β. Sus ciclos dinámicos de polimerización y depolimerización regulan el movimiento celular, la polarización y el andamiaje de la célula. Además, varias proteínas de unión a actina controlan la polimerización de actina.

Los anticuerpos anti actina que unen monómeros de actina o la toxina faloidina marcada fluorescentemente que une actina filamentosa.

Autofagosomas y lisosomas

Autofagosomas son organelas intracelulares formadas por elongación de pequeñas estructuras membranosas, los precursores de autofagosomas, en una doble membrana que rodea organelas dañadas. El autofagosoma luego se une con un lisosoma, el cual contiene hidrolasas y otras enzimas de degradación, y es destinado a la degradación [13].

Apg12 y Apg5 se encuentran asociados de manera covalente y funcionan como una unidad. Por ende, el conjugado Apg12-Apg5 se encuentra localizado en la membrana autofagosómica durante la elongación. Por lo tanto es un buen marcador para la iniciación de la autofagia. Otras isoformas de Apg regulan la formación del fagosoma y su fusión con lisosomas y pueden ser utilizados como marcadores autofagosomales.

La cadena liviana 3 de la proteína asociada a microtúbulos 1 (del inglés, LC3) también se localiza en la membrana pero cuando se encuentra completamente formada se encuentra también en las membranas de aislamiento. LC3 puede ser encontrado en lisosomas pero en menor abundancia [13]. Se ha cuestionado si Western blots de LC3 y su proteína asociada sequestosoma 1 (SQSTM1, también conocida como p62) puede reflejar acertadamente el estado de los autofagosomas, especialmente en el caso de p62 [14].

Las proteínas de membrana asociadas a lisosomas 1 y 2 (del inglés, LAMP1 y LAMP2) son componentes de la membrana lisosomal y por ende constituyen excelentes marcadores lisosomales. Han sido utilizados recientemente para confirmar que el miembro 1 de la superfamilia transmembrana 7 (del inglés, TM7SF1) es una proteína integral de la membrana del lisosoma [15].

La beta galactosidasa es una de las glucosidasas que pueden ser utilizadas como marcador de lisosomas. El receptor de manosa-6-fosfato dependiente de cationes (del inglés, M6PR) se encuentra involucrado en el transporte de enzimas lisosomales desde el Golgi y la superficie celular hacia los lisosomas.

Una lista completa de alrededor de 77 proteínas que se encuentran principalmente en lisosomas puede ser encontrada en Lübke et al., [16], aunque no todas ellas son marcadores establecidos.

Marcadores melanosomales

Los melanosomas son organelas de los melanocitos, células de la piel y del epitelio retinal. Los melanosomas contienen el pigmento melanina el cual protege a las células de la dañina radiación ultravioleta (UV) .

Marcadores de melanosomas pueden ser la tirosinasa, Tyrp1, Dct, OA1, gp100, y MART1 [17].

Marcadores peroxisomales

Los peroxisomas son estructuras que albergan reacciones oxidativas, tales como la beta oxidación de ácidos grasos, y protegen de los peróxidos [18].

Fox2p y Fox5p son receptores de membrana peroxisomales.

La catalasa es una proteína peroxisomal que protege a las células de los efectos tóxicos del peróxido de hidrógeno.

La acil-coenzima A tioesterasa 8 pertenece a un grupo de enzimas que catalizan la hidrólisis de acil-CoA a ácidos grasos libres y coenzima A (CoASH), proveyendo el potencial para regular los niveles intracelulares de acil-CoA, ácidos grasos libres y CoASH.

Las peroxinas (una clase de 24 genes) son partes integrales del desarrollo de los peroxisomas.

Marcadores ribosomales

Los ribosomas son complejos moleculares de proteínas y moléculas de ARN (ribonucleoproteína) en el cual se sintetizan las proteínas. Están compuestos de una subunidad pequeña 40S y una grande 60S. Varias proteínas específicas de ribosomas pueden ser utilizadas como marcadores.

Anticuerpos contra las proteínas ribosomales L7a, L26 (componentes de la subunidad 60S), S3, S6, S10, S11 (subunidad 40S) son ejemplos característicos.

Marcadores proteosomales

Los proteosomas son complejos multiproteicos y su función es la de degradar proteínas por proteólisis. Cada proteosoma consiste de cuatro anillos apilados formando un poro central, el núcleo. Un complejo heptaproteico (subunidades β) de enzimas proteolíticas forman los dos anillos en el interior mientras que siete subinidades α forman la entrada por la cual ingresan las proteínas y acceden al núcleo.

Las subunidades del proteosoma, proteosoma 20S [19], proteosoma 26S, α7 y Rpn2 [20], Pre6, Cim5 y Scl1 [21] son utilizados comúnmente como marcadores proteosomales.

Marcadores del ciclo celular
Marcadores de mitosis

La histona H3 se fosforila en la serina 10 (H3S10ph) y es esencial para el inicio de la mitosis [11].

Marcadores de citocinesis

La quinasa aurora B [11]

Referencias
  1. Chen X, Andrews P, Wang Y. Quantitative analysis of liver Golgi proteome in the cell cycle. Methods Mol Biol. 2012;909:125-40 pubmed publisher
  2. Nakajima K, Ono K, Nishikawa S, Hieda W, Yoshida T. Interconversion of molecular size of DNA polymerase from Rauscher leukemia virus. Bibl Haematol. 1975;:603-5 pubmed
  3. Wolf J, Reimer T, Schuck S, Rüder C, Gerlach K, Müller E, et al. Role of EBAG9 protein in coat protein complex I-dependent glycoprotein maturation and secretion processes in tumor cells. FASEB J. 2010;24:4000-19 pubmed publisher
  4. Bock J, Lin R, Scheller R. A new syntaxin family member implicated in targeting of intracellular transport vesicles. J Biol Chem. 1996;271:17961-5 pubmed
  5. Hagiwara H, Tajika Y, Matsuzaki T, Suzuki T, Aoki T, Takata K. Localization of Golgi 58K protein (formiminotransferase cyclodeaminase) to the centrosome. Histochem Cell Biol. 2006;126:251-9 pubmed
  6. Weide T, Bayer M, Koster M, Siebrasse J, Peters R, Barnekow A. The Golgi matrix protein GM130: a specific interacting partner of the small GTPase rab1b. EMBO Rep. 2001;2:336-41 pubmed
  7. Taylor S, Fahy E, Zhang B, Glenn G, Warnock D, Wiley S, et al. Characterization of the human heart mitochondrial proteome. Nat Biotechnol. 2003;21:281-6 pubmed
  8. Coates P, Nenutil R, McGregor A, Picksley S, Crouch D, Hall P, et al. Mammalian prohibitin proteins respond to mitochondrial stress and decrease during cellular senescence. Exp Cell Res. 2001;265:262-73 pubmed
  9. Ostermeier C, Iwata S, Michel H. Cytochrome c oxidase. Curr Opin Struct Biol. 1996;6:460-6 pubmed
  10. Porrello E, Mahmoud A, Simpson E, Hill J, Richardson J, Olson E, et al. Transient regenerative potential of the neonatal mouse heart. Science. 2011;331:1078-80 pubmed publisher
  11. ExoCarta: Exosome markers. Disponible en: exocarta.org/exosome_markers
  12. Mizushima N, Ohsumi Y, Yoshimori T. Autophagosome formation in mammalian cells. Cell Struct Funct. 2002;27:421-9 pubmed
  13. Gómez-Sánchez R, Pizarro-Estrella E, Yakhine-Diop S, Rodríguez-Arribas M, Bravo-San Pedro J, Fuentes J, et al. Routine Western blot to check autophagic flux: cautions and recommendations. Anal Biochem. 2015;477:13-20 pubmed publisher
  14. Gao J, Xia L, Lu M, Zhang B, Chen Y, Xu R, et al. TM7SF1 (GPR137B): a novel lysosome integral membrane protein. Mol Biol Rep. 2012;39:8883-9 pubmed publisher
  15. Lübke T, Lobel P, Sleat D. Proteomics of the lysosome. Biochim Biophys Acta. 2009;1793:625-35 pubmed publisher
  16. Basrur V, Yang F, Kushimoto T, Higashimoto Y, Yasumoto K, Valencia J, et al. Proteomic analysis of early melanosomes: identification of novel melanosomal proteins. J Proteome Res. 2003;2:69-79 pubmed
  17. Purdue P, Lazarow P. Peroxisome biogenesis. Annu Rev Cell Dev Biol. 2001;17:701-52 pubmed
  18. Chu Y, Dodiya H, Aebischer P, Olanow C, Kordower J. Alterations in lysosomal and proteasomal markers in Parkinson's disease: relationship to alpha-synuclein inclusions. Neurobiol Dis. 2009;35:385-98 pubmed publisher
  19. Savulescu A, Shorer H, Kleifeld O, Cohen I, Gruber R, Glickman M, et al. Nuclear import of an intact preassembled proteasome particle. Mol Biol Cell. 2011;22:880-91 pubmed publisher
  20. Enenkel C, Lehmann A, Kloetzel P. Subcellular distribution of proteasomes implicates a major location of protein degradation in the nuclear envelope-ER network in yeast. EMBO J. 1998;17:6144-54 pubmed
  21. Moreno-Mateos M, Espina A, Torres B, Gámez del Estal M, Romero-Franco A, Rios R, et al. PTTG1/securin modulates microtubule nucleation and cell migration. Mol Biol Cell. 2011;22:4302-11 pubmed publisher
  22. Lopez V, Kelleher S. Zinc transporter-2 (ZnT2) variants are localized to distinct subcellular compartments and functionally transport zinc. Biochem J. 2009;422:43-52 pubmed publisher
  23. Granell S, Baldini G, Mohammad S, Nicolin V, Narducci P, Storrie B, et al. Sequestration of mutated alpha1-antitrypsin into inclusion bodies is a cell-protective mechanism to maintain endoplasmic reticulum function. Mol Biol Cell. 2008;19:572-86 pubmed
  24. Lipp J, Hirota T, Poser I, Peters J. Aurora B controls the association of condensin I but not condensin II with mitotic chromosomes. J Cell Sci. 2007;120:1245-55 pubmed
ISSN : 2329-5139