La autofosforilación múltiple es esencial para la formación del homodímero activo y estable de la quinasa eIF2α regulada por hemo

En reticulocitos deficientes en hemo, la síntesis de proteínas se inhibe debido a la activación de la quinasa eIF2alpha regulada por hemo (HRI). La activación de HRI se acompaña de su fosforilación. Hemos investigado el papel de la autofosforilación en la formación de HRI activa y estable. Se resolvieron dos especies autofosforiladas de HRI recombinante expresadas en Escherichia coli mediante SDS-PAGE. Ambas especies de HRI estaban múltiples autofosforiladas en residuos de serina, treonina y, en menor medida, también en residuos de tirosina. La especie II de HRI exhibió un grado de autofosforilación mucho más alto y, por lo tanto, migra más lentamente en SDS-PAGE que la especie I de HRI. De manera similar, HRI presente naturalmente en reticulocitos también exhibió estas especies con diferentes grados de fosforilación. Es importante destacar que, en reticulocitos intactos deficientes en hemo, la especie inactiva I de HRI se convirtió completamente en la especie II. Además, separamos y caracterizamos estas dos especies bioquímicamente. Encontramos que la especie I era inactiva y tenía una tendencia a agregarse, mientras que la especie II, más extensamente autofosforilada, era una quinasa eIF2alpha activa regulada por hemo y un homodímero estable. Nuestros resultados sugieren fuertemente que la autofosforilación regula a HRI en un mecanismo de dos etapas. En la primera etapa, la autofosforilación de HRI recién sintetizada estabiliza a la especie I de HRI contra la agregación. Aunque la especie I es una autquinasa activa, aún carece de actividad de quinasa eIF2alpha. Se requiere una autofosforilación múltiple adicional en la segunda etapa para la formación de HRI dimérica estable (especie II) con actividad de quinasa eIF2alpha que está regulada por hemo.