La enzima es la Ca2 + -ATPasa que bombea calcio - una proteína de bomba de iones que mantiene una concentración de calcio dentro de la célula, que es aproximadamente 20,000 veces más baja que afuera. Solo, no bombea los iones de calcio fuera de la célula, sino en un compartimento de la célula llamado retículo sarcoendoplasmático.
Tal actividad de bombeo requiere energía, mucha energía, que proviene de una escisión en dos pasos de la molécula rica en energía llamada ATP. De hecho, Ca2 + -ATPasas y bombas de iones relacionadas, como la bomba de sodio-potasio Na +, K + -ATPase gastan aproximadamente un tercio del ATP consumido en el cuerpo y hasta un 75% en el cerebro, ya que estos gradientes de concentración de iones grandes impulsan muchos otros procesos en la célula, de hecho, bastante similar a la energía eléctricade una batería.
Como consecuencia de su importancia vital, la actividad deteriorada de las bombas de iones, como por mutaciones o compuestos tóxicos que las inhiben, está asociada con enfermedades. Por el contrario, las bombas de iones pueden ser atacadas por medicamentos para aliviar los desequilibrios iónicos asociadoscon enfermedad, o pueden ser blanco de células cancerosas u organismos patógenos que luego mueren. Por lo tanto, es muy importante saber cómo funcionan a nivel atómico.
Para obtener esa información, el equipo de investigación utilizó la cristalografía de rayos X después de haber cristalizado la bomba de calcio en un estado que imita el último paso de la reacción de escisión de ATP. En este estado, un producto intermedio de fosfoenzima se escinde para liberar fosfato librecomo el producto final de la reacción de ATPasa, y después de que se haya liberado calcio en el depósito de retículo sarco-endoplasmático.
Este paso es muy similar al vanadato, donde el átomo de fósforo es reemplazado por vanadio y, por lo tanto, produce un complejo estable en lugar de un estado de transición de corta duración. De esta manera, una visión muy precisa de cómo la enzima estabiliza el estado de transición y cataliza elel paso final de la reacción de escisión de ATP está disponible para un análisis detallado.
Este tipo de información es de vital importancia para nuestra comprensión de los procesos celulares de salud y enfermedad a nivel molecular. Las bombas de calcio están íntimamente involucradas en la actividad muscular, como el corazón, y por lo tanto se consideran objetivos importantes para el desarrollode nuevos medicamentos para enfermedades cardiovasculares. Las bombas de calcio también están asociadas con el metabolismo y el consumo de energía en general y, por lo tanto, generalmente están relacionadas con la salud.
Los dos primeros autores del artículo ahora se han trasladado a una nueva investigación de descubrimiento de fármacos en la compañía danesa de biotecnología Pcovery Johannes Clausen, y como profesora asociada en la Universidad de Oxford Maike Bublitz, respectivamente.
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Materiales proporcionado por Universidad de Aarhus . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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