La carnitina palmitoiltransferasa I (CPT I) cataliza la conversión de palmitoil-CoA a palmitolcarnitina en presencia de L-carnitina, facilitando la entrada de ácidos grasos en la mitocondria. Proponemos un modelo estructural 3-D para la L-CPT I (liver-CPT1), basado en la homología de esta enzima con la acetiltransferasa carnitina de ratón, recientemente cristalizada.

El modelo incluye 607 de los 773 aminoácidos Las posiciones de la carnitina, del CoA y del grupo palmitoil se determinaron mediante análisis de superposición y acoplamiento (docking). Los análisis funcionales de este modelo 3-D incluyen la mutagénesis de varios aminoácidos para identificar los residuos catalíticos putativos.

Modelo de acoplamiento (“docking”) propuesto para la localización de aminoácidos cercanos a la carnitina y al acil-CoA en el modelo estructural para L-CPT I de rata. Se pueden ver los aminoácidos en un radio de 5 Å del Acil-CoA y de la carnitina que probablemente participan en la actividad catalítica.

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Nuestro objetivo es estudiar el papel de la L-CPT 1 en la célula beta como reguladora de las concentraciones de ácidos grasos (LCFA, long chain fatty acids ), en la secreción de insulina y su incidencia en la Diabetes tipo II.
La sobreexpresión mediante adenovirus recombinantes de L-CPT1 en la línea celular INS-1, célula beta de insulinoma de rata, provoca una disminución del 40% en la secreción de insulina estimulada por glucosa (GSIS; glucose stimulated insulin secretion).
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Se ha descrito que el exceso de ácidos grasos y su acumulación en forma de aciles-CoA de cadena larga (LCA-CoA) se relaciona con una menor captación de glucosa en el músculo, creándose así resistencia a insulina.

Nuestro objetivo es revertir esta situación disminuyendo la acumulación de LCA-CoA causada por el exceso de ácidos grasos. Mediante adenovirus se ha sobreexpresado L-CPT I en miocitos, con lo que se ha evitado la acumulación de LCA-CoA y se ha disminuido la resistencia a la insulina causada por éstos.

Estudiamos las mutaciones presentes en pacientes con una deficiencia de las enzimas de la cetogénesis: HMG-CoA sintasa mitocondrial y HMG-CoA liasa. Las deficiencias se analizan mediante estudios de expresión in vitro utilizando sistemas procariotas y/o eucariotas. Asimismo, se han propuesto modelos tridimensionales para estas proteínas en donde se visualiza el sitio activo y las distintas mutaciones. En la Figura se puede observar el modelo estructural 3-D para la HMG-CoA liasa, con una estructura en barril (TIM-Barrel), típico de la familia de proteínas HMGL-like ehisA (1qo2).
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