Rabfilina 3A es una proteína que contiene un doble dominio C2 en su extremo carboxilo terminal, y que se localiza en las vesículas sinápticas o secretoras por medio de la interacción de su dominio amino-terminal con las proteínas Rab3 y Rab27. Rabfilina 3A interviene en el reciclado de nuevas vesículas durante la recuperación que ocurre justo después de la liberación de neurotransmisores, siendo su interacción con la proteína SNAP25 del complejo SNARE un paso crítico de regulación. El proceso de liberación de vesículas está controlado por el ion Ca2+, aunque el modo de actuación continúa siendo objeto de estudio. Las estructuras cristalinas de Rph3A-C2A-PIP2 y Rph3A-C2B-PIP2-Ca2+ proporcionaron una clara evidencia que apoyaba la existencia de una región polibásica conservada ubicada en las hebras β3-β4 de ambos dominios cuyo principal papel es establecer contacto directo con la membrana a través del PIP2. En el extremo en cada dominio se diferencian tres bucles, de los cuales dos de ellos forman un bolsillo de unión a Ca2+. A nivel patológico, existen evidencias experimentales en las que se demuestra que alteraciones funcionales en esta proteína provocan desórdenes neurológicos. El modo de acción de Rabfilina 3A no está claramente entendido y su estudio resulta crucial para entender el mecanismo de acción de esta proteína y sus dianas, así como estas proteínas se combinan con la célula para llevar a cabo diversas funciones tan distintas como una correcta transmisión sináptica, liberación de neurotransmisores o la secreción de exosomas.

En este trabajo se ha caracterizado la interacción de los dominios C2AB de Rabfilina 3A con Ca2+ y las membranas. Se han llevado a cabo ensayos para medir la afinidad y parámetros termodinámicos mediante calorimetría de titulación isotérmica y de dispersión dinámica de luz para medir la capacidad de la proteína de inducir agregación. Para averiguar las regiones de cada dominio involucradas en cada evento se realizará mutagénesis dirigida.

Las regiones de unión a calcio de los dominios C2A y C2B influyen mutuamente en la unión de Ca2+, mientras que el dominio C2A domina en la unión a membranas en presencia de PIP2 y Ca2+. Los datos de mutagénesis revelaron el papel fundamental de la región rica en lisina en el domino C2A en la unión a la membrana y determinaron que el residuo D429 es clave en la unión a la membrana. La región del conector resultó actuar como un freno en la autoasociación de los dominios C2AB en Rabfilina 3A, mientras la Hélice H2 es crucial para explicar como la oligomerización contribuye a regular la fusión vesicular.

Proponemos un modelo en el que la vesícula podría ser reclutada hacia la membrana plasmática gracias al dominio de unión a Rab ubicado en el extremo N-terminal de Rabfilina 3A. En esta etapa, el dominio C2A podría unirse a la membrana a través de la región rica en lisinas mientras que el dominio C2B permanecería accesible para interactuar con el SNAP25. El acercamiento de los iones Ca2+ al sistema permite que el dominio C2AB pueda interactuar a través de la región de unión a calcio con la membrana a través de un sitio adicional. En general, estas interacciones podrían provocar la distorsión de la membrana, terminando con la formación de un poro y la posterior fusión de las vesículas.