Los estudios en el Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio están proporcionando una nueva comprensión básica sobre las "proteínas de choque térmico", también llamadas "proteínas chaperonas". Estas proteínas, identificadas por primera vez en las células sometidas al calor, son muy importantes bajo muchos factores estresantes.y condiciones metabólicas no estresantes. Mantienen una función proteica adecuada y, lo que es más importante, evitan la acumulación inapropiada de proteínas dañadas. Por ejemplo, se cree que la acumulación de proteínas dañadas como beta amiloide, tau y sinucleína es muy importante en el desarrollo de enfermedadesdel cerebro, como la enfermedad de Alzheimer y la enfermedad de Parkinson.
1 de agosto en el diario Biología natural estructural y molecular, un equipo de investigación del Centro de Ciencias de la Salud dirigido por Rui Sousa, Ph.D., y Eileen M. Lafer, Ph.D., ambos profesores de bioquímica en la Facultad de Medicina, presentaron datos que muestran cómo las proteínas de choque térmico separan las proteínasdescubrieron que cuando las proteínas de choque térmico con peso molecular 70 Hsp70s son reclutadas para complejos de proteínas, en lugar de simplemente unirse a estos complejos, las Hsp70s chocan con ellas y generan una fuerza que disuelve los complejos.
"Nadie sabía cómo las proteínas de choque térmico separan los complejos de proteínas malas", dijo el Dr. Sousa. "A nivel molecular, todo se mueve, choca y choca, y se estrella contra otros componentes de las células. Descubrimos que elel sistema mueve Hsp70s a donde se necesitan. Una vez que esto ocurre, las presiones de colisión separan las cosas ".
sistema modelo
Los intentos anteriores de obtener esta información fallaron porque las proteínas estudiadas eran demasiado heterogéneas, de muchos tamaños, formas y acciones diferentes, para aislar el comportamiento de Hsp70.
El equipo del Centro de Ciencias de la Salud de UT estudió la clatrina, una proteína que es uniforme en tamaño y forma y es importante en la fabricación de jaulas intracelulares que transportan otras proteínas. Anteriormente, la clatrina solo estaba disponible en muestras de animales, por lo que era muy difícil de manipular experimentalmente. DrLafer hizo un gran avance técnico cuando pudo cultivar clatrina en bacterias por primera vez utilizando tecnología de ADN recombinante. La clatrina podría ser modificada genéticamente para estudios mecanicistas.
El Dr. Lafer cultivó "jaulas" de clatrina, con forma de balones de fútbol microscópicos, que proporcionaron la materia prima biológica para que el Dr. Sousa y el equipo estudien la fuerza que ocurre con las colisiones con Hsp70. El sistema modelo de clatrina podría manipularse paraproducir resultados precisos
una máquina de demolición
El Dr. Sousa dio esta analogía del estudio: la proteína de choque térmico es como un trabajador con un hacha que, cuando se mueve a una pila de madera, comienza a balancearse. La pila de madera representa un complejo de proteínas. Los científicos le dan al trabajador ambas espesasárboles y árboles delgados para columpiarse, y madera maciza y madera dura. Cambian el ángulo de la pila de madera, y cualquier otra variable, para aprender cómo esto afecta la tala.
Al hacer variantes de clatrina con tecnología de ADN recombinante, los miembros del equipo pudieron manipular este material biológico de manera que les permitiera determinar el mecanismo por el cual Hsp70 lo desarma.
"Este trabajo fue un tour de force, que requirió la convergencia de habilidades bioquímicas y genéticas moleculares excepcionales con una comprensión profunda de los principios de la química física", dijo Bruce Nicholson, Ph.D., presidente del Departamento de Bioquímica delHealth Science Center. "Estas ideas sobre los aspectos más básicos de la química de las proteínas y la biología celular a menudo, como en este caso, son impulsadas por la curiosidad de descubrir cómo funcionan las máquinas moleculares que impulsan nuestros cuerpos. Pero a partir de estas actividades básicas de la cienciala curiosidad a menudo generará grandes beneficios para la salud humana ".
Hsp70 en enfermedad
Comprender el comportamiento de Hsp70 puede tener relevancia para la enfermedad humana. Al aumentar la función de Hsp70, los científicos curaron Huntington, una enfermedad neurodegenerativa, en un modelo de mosca. El cáncer es otro foco interesante. Los tumores dependen de Hsp70s para sobrevivir, por lo que reducir la función de Hsp70 es un temaen la investigación del cáncer.
"Este es un estudio impresionante que no solo mejora nuestra comprensión de la biología celular, sino que podría conducir a descubrimientos terapéuticos para enfermedades neurodegenerativas", dijo Francisco González-Scarano, MD, decano de la Facultad de Medicina y vicepresidente ejecutivo de asuntos médicosdel Centro de Ciencias de la Salud. "Es un homenaje a los científicos que hacen preguntas difíciles y desarrollan herramientas para responderlas. Mis felicitaciones al equipo".
"Atacamos este problema porque era una pregunta realmente importante en biología celular", dijo el Dr. Lafer. "No lo hicimos porque queríamos curar la enfermedad neurodegenerativa o el cáncer. Sin embargo, sabemos que cuando atacamospreguntas realmente importantes en ciencia y biología, en última instancia conduce a aplicaciones de traducción en el futuro "
"A veces, como científico, solo aumenta la comprensión de la forma en que funciona el mundo", dijo el Dr. Sousa. "Esto es algo que los científicos han querido saber".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro de Ciencias de la Salud de la Universidad de Texas en San Antonio . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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