Las proteínas cumplen funciones vitales en nuestro cuerpo. Transportan sustancias, combaten los patógenos y funcionan como catalizadores. Para que estos procesos funcionen de manera confiable, las proteínas deben adoptar una estructura tridimensional definida. Los "asistentes plegables" moleculares, llamados chaperones,ayuda y analiza estos procesos de estructuración. Con la participación de la Universidad Técnica de Munich TUM, un equipo de investigadores ha revelado cómo los chaperones identifican errores particularmente dañinos en este proceso de estructuración. Los hallazgos fueron publicados en la revista científica célula molecular .
Las chaperonas son una especie de autoridad de inspección técnica para las células. Son proteínas que inspeccionan otras proteínas para detectar defectos de calidad antes de que se les permita salir de la célula.
Si un automóvil no pasa su inspección técnica, implica que tiene defectos graves que podrían conducir a accidentes graves. Si una proteína se pliega en una estructura defectuosa, esto puede conducir a enfermedades graves. Ejemplos de estos son trastornos neurodegenerativos comoAlzheimer, pero también enfermedades metabólicas como la fibrosis quística y la diabetes.
Matthias Feige, profesor de bioquímica de proteínas celulares en el TUM, trabajó en un equipo dirigido por Linda Hendershot en el Hospital de Investigación Infantil St. Jude en Memphis / TN, EE. UU., Para investigar cómo las chaperonas identifican proteínas estructuralmente defectuosas. En el estudio, elLos científicos se centraron en las proteínas que se producen en una parte de la célula llamada retículo endoplásmico. "Estamos interesados principalmente en el plegamiento de proteínas celulares", explica Feige. "Cómo se produce la autoorganización de las proteínas a nivel molecular y cómo las célulasidentificar errores en este proceso es una pregunta realmente fascinante "
Las proteínas defectuosas deben ser eliminadas por la célula
El retículo endoplásmico consiste en una red de espacios huecos y túbulos. Está especializado en el plegamiento de proteínas y el control de calidad para este proceso, y un tercio de todas las proteínas humanas se producen aquí. Al igual que en cualquier proceso de producción, pueden ocurrir errores: Las proteínas forman un núcleo de plegado compuesto principalmente de aminoácidos hidrófobos repelentes al agua, alrededor del cual el resto de la proteína puede estructurarse a sí mismo. Sin embargo, si se producen errores en el proceso de plegado, es posible que estas áreas hidrofóbicas no se entierrenel núcleo, pero en lugar de eso estar expuesto en la superficie de una proteína donde pueden dar lugar a que las proteínas se agrupen. Esto puede volverse peligroso para la célula o para todo el organismo.
En la celda a través de un transbordador
Hasta ahora, los científicos sabían que las chaperonas podían identificar secuencias de aminoácidos hidrofóbicas generales si permanecían expuestas en las superficies de las proteínas. Sin embargo, no todas las proteínas que presentan tales secuencias deberían degradarse necesariamente. Esto se debe a que no todas las proteínas con aminoácidos hidrofóbicoslas secuencias en la superficie son defectuosas. La forma exacta en que la célula decide si una proteína es tan peligrosa que necesita ser eliminada sigue siendo un misterio.
Los investigadores desarrollaron un nuevo método que permitió observar el comportamiento de las chaperonas en el sistema biológico vivo de la célula. Para ello, insertaron secuencias de aminoácidos definidas con precisión, que son los componentes básicos de las proteínas, en unsistema de transporte que los transportó al retículo endoplásmico dentro de la célula. Mediante este ingenioso truco, pudieron observar, en condiciones biológicamente relevantes, las secuencias que reconocieron las diversas chaperonas.
dos clases de chaperones
Lo que descubrieron fue que existían no solo una, sino dos clases de chaperonas en el retículo endoplásmico, cada una de las cuales identifica diferentes tipos de secuencias de aminoácidos hidrofóbicas. Además, las secuencias identificadas por las chaperonas de la segunda clase, que sondescrito en este artículo de revista por primera vez, forma grupos particularmente peligrosos en la célula. Una vez que se identifican, las proteínas que los poseen pueden eliminarse rápidamente.
"Esta es una pieza importante en el rompecabezas de cómo funciona el control de calidad molecular", dice Feige. "Ahora se requerirán estudios de seguimiento para ver cómo las chaperonas reconocen sus secuencias objetivo a nivel estructural".
Esta investigación también es importante para la producción biotecnológica de proteínas, como los anticuerpos. Para evitar que el cuerpo descomponga estos productos farmacéuticos demasiado rápido, los biotecnólogos ahora pueden asegurarse de que las secuencias correspondientes no aparezcan en la superficie delas proteínas
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Materiales proporcionado por Universidad Técnica de Munich TUM . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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