Las proteínas son moléculas enormes que contienen de cientos a miles de átomos que adoptan una estructura tridimensional única, colocando grupos químicos en el lugar correcto para catalizar reacciones o construir estructuras celulares. ¿Cómo se las arreglan todos esos átomos para encontrar la ubicación correcta?llamado problema de plegamiento ha fascinado a los biólogos moleculares desde que se vieron las primeras estructuras en la década de 1950. Además, el plegamiento tiene importantes implicaciones médicas porque la mayoría de los defectos genéticos provocan un plegado incorrecto de las proteínas.
Aproximadamente un tercio de todas las proteínas flotan en la membrana celular, donde aseguran que los químicos correctos ingresen a la célula en las cantidades correctas. Las proteínas de membrana también proporcionan enlaces de información clave entre la célula y su entorno. De hecho, la mayoría de los medicamentos se dirigen a las proteínas de membranaSin embargo, el plegamiento de las proteínas de la membrana ha sido particularmente difícil de estudiar y rara vez se ha estudiado en entornos naturales, dejando el proceso de plegamiento de una gran fracción del universo de proteínas todavía envuelto en gran parte en el misterio.
en un número reciente de Biología química de la naturaleza , publicado el 19 de octubre de 2015, un equipo de investigación dirigido por Tae-Young Yoon del Departamento de Física del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST y James U. Bowie del Departamento de Química y Bioquímica de laLa Universidad de California, Los Ángeles UCLA, informa un nuevo método para manipular el plegamiento de proteínas de membrana en un entorno de membrana utilizando una herramienta llamada pinza magnética.
Los investigadores primero colocan mangos largos de ADN en los extremos de la proteína. Un mango está unido a una superficie de vidrio y el otro a una cuenta magnética. Usando un imán, básicamente pueden agarrar la proteína y tirar de ella, induciendo a que se despliegue. Al jugar con la perla adherida a la proteína, pueden forzar a la proteína a desplegarse o permitir que se repliegue, y observar todo esto mediante el seguimiento 3D de la perla magnética. Con esta nueva estrategia, pudieron mapear cuantitativamente elpaisaje de energía de plegado, la velocidad cinética de plegado y los intermedios de plegado de una proteína de membrana en un entorno de membrana por primera vez.
"He soñado con este experimento durante una década. Ver que funciona tan bien es realmente gratificante", dijo el Dr. Bowie.
Una de las mayores sorpresas del estudio fue que esencialmente todos los átomos de la proteína saltan juntos a la estructura correcta. Los investigadores esperaban que la estructura de la proteína se uniera de una manera más fragmentada, con diferentes partes de la estructura formándose por separado, pero ese no fue el caso. Es posible que la naturaleza haya desarrollado un proceso de plegado tan suave y altamente cooperativo para evitar formas parcialmente plegadas que podrían causar problemas en la membrana celular abarrotada. Por otro lado, el plegado cooperativo visto aquí podría noaplicar a otras proteínas de membrana.
"Necesitamos observar más proteínas. La técnica desarrollada aquí puede permitirnos hacer precisamente eso", dijo el Dr. Yoon.
La técnica de manipulación mecánica de una sola molécula podría permitir estudios detallados de plegamiento de muchas otras proteínas de membrana. Una barrera importante para el estudio de las proteínas de membrana anteriormente es que las proteínas tienden a adherirse y enredarse, ya que los cables de computadora que se encuentran a sus pies tienden aque hacer. Con la técnica de pinzas utilizada en este trabajo, los cordones de proteínas se mantienen separados de otros cordones para que no se puedan enredar. Se espera que el nuevo enfoque abra una parte importante del universo de proteínas al escrutinio,incluidas muchas proteínas que se pliegan mal en estados de enfermedad.
El título del artículo de investigación es "Mapeo del panorama energético para el plegado en la segunda etapa de una proteína de membrana única".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea KAIST . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :