Los investigadores identificaron una sola enzima que hace el trabajo de un trío que se considera necesario para controlar un proceso de señalización celular común que se persigue como objetivo terapéutico.
El proceso de señalización, ubiquitinación, juega un papel esencial en numerosos procesos celulares importantes como la inmunidad, que con frecuencia es secuestrada por patógenos para permitir la propagación de la infección dentro de un huésped, dijo Zhao-Qing Luo, profesor de ciencias biológicas de la Universidad de Purduey miembro del Instituto Purdue de Inflamación, Inmunología y Enfermedades Infecciosas, quien dirigió la investigación.
"Este proceso de señalización es muy importante, y muchas compañías están trabajando para desarrollar medicamentos para controlarlo y usarlo para tratar enfermedades", dijo Luo. "Este descubrimiento es un cambio de paradigma porque solo habíamos conocido una cascada de tres enzimas,llamado E1, E2 y E3, para iniciar este proceso. Si una enzima pudiera lograr lo mismo, podría hacer que el objetivo terapéutico sea más fácil de alcanzar. Sin embargo, se necesita mucha más investigación ".
Luo dirigió un equipo estudiando Legionella pneumophila , la bacteria que causa la enfermedad del legionario. En la revista se publicó un artículo que detalla la investigación financiada por los Institutos Nacionales de Salud Naturaleza y está disponible en línea.
La ubiquitinación es una de las formas en que se le dice a una célula qué hacer mediante el manejo de las proteínas que contiene. La adición de una pequeña proteína llamada ubiquitina puede marcar otra proteína para su destrucción, reubicación en la célula, o puede activar o desactivar la proteína, que puede desencadenar o detener un proceso celular, dijo Luo.
Se ha demostrado que los patógenos causantes de enfermedades manipulan o atacan el proceso de ubiquitinación para desarmar las células inmunes y evadir los mecanismos de defensa del cuerpo, dijo.
En toda la ubiquitinación observada anteriormente, la cascada de tres enzimas E realizó una especie de retransmisión en la que una activó una proteína ubiquitina, una la transfirió a la proteína objetivo y otra la unió, dijo.
el equipo de Luo investigó Legionella pneumophila uso del proceso para inactivar proteínas dentro del retículo endoplásmico de una célula para beneficiar la replicación bacteriana, e identificó una familia de proteínas que las bacterias usaron para realizar la tarea. Los investigadores descubrieron que cada proteína dentro de la familia podía lograr ubiquitinación de forma independiente.
"Este hallazgo fue totalmente inesperado", dijo el investigador postdoctoral de Purdue, Jiazhang Qiu, que es miembro del equipo de investigación. "No solo una molécula logra la ubiquitinación de forma independiente, sino que lo hace de una manera completamente diferente. Realmente cambia todo lo que nosotrospensamos que sabíamos sobre este importante proceso "
El equipo encontró otro aspecto único del proceso de ubiquitinación es el uso de una molécula llamada nicotinamida adenina dinucleótido, o NAD, como fuente de energía. La fuente común de energía celular trifosfato de adenosina, o ATP, se había utilizado en todos los demásubiquitination y se consideró necesario para el proceso, dijo.
Además de Luo y Qiu, los miembros del equipo de investigación incluyen al estudiante graduado Michael J. Sheedlo; profesor asociado de química Chittaranjan Das; colaboradores Kaiwen Yu y Xiaoyun Liu de la Universidad de Pekín en Beijing; Ernesto S. Nakayasu del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico; y Yunhao Tan, un ex estudiante graduado en el grupo de Luo que ahora está en el Boston Children's Hospital.
El estudio de bacterias, que han evolucionado con humanos, puede descubrir procesos e información importantes que se aplican a la salud humana, dijo Luo.
"Si este mismo proceso alternativo de ubiquitinación ocurre en humanos, quizás se podría desarrollar una proteína de edición de ubiquitina diseñada para apuntar y controlar procesos críticos para el desarrollo de muchas enfermedades, incluida la infección", dijo Luo. "Si ese es el caso,esto podría conducir a una forma muy precisa de atacar y tratar la enfermedad "
El descubrimiento del equipo marca un éxito temprano del nuevo Instituto Purdue para Inflamación, Inmunología y Enfermedades Infecciosas en el Discovery Park de Purdue.
El instituto es parte de los nuevos Pilares de Excelencia de la universidad en la Iniciativa de Ciencias de la Vida. El Instituto Purdue para Inflamación, Inmunología y Enfermedades Infecciosas PI4D junto con el Centro de Neurociencia Integrativa fueron dos "pilares" seleccionados para amplificar las fortalezas existentes de Purduee iniciativas para permitir la investigación al más alto nivel y con el mayor impacto en la vida humana.
La iniciativa se implementó como una asociación de equipos de liderazgo de pilares y las oficinas del Vicepresidente Ejecutivo de Investigación y Asociaciones y Provost de Purdue. También se combina con la inversión recientemente anunciada de $ 250 millones de Purdue en ciencias de la vida.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Original escrito por Elizabeth K. Gardner. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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