Utilizando una combinación de espectroscopía infrarroja y simulación por computadora, los investigadores de la Ruhr-Universität Bochum RUB han obtenido nuevos conocimientos sobre el funcionamiento de los interruptores de proteínas. Con una alta resolución temporal y espacial, verificaron que un átomo de magnesio contribuye significativamente a cambiar ellas llamadas proteínas G por intervalos
Las proteínas G afectan, por ejemplo, ver, oler, saborear y regular la presión sanguínea. Constituyen el punto de aplicación de muchas drogas. "En consecuencia, comprender su funcionamiento en detalle no es solo una cuestión de interés académico".dice el profesor Dr. Klaus Gerwert, Jefe del Departamento de Biofísica. Junto con sus colegas, a saber, el profesor privado con sede en Bochum, el Dr. Carsten Kötting y Daniel Mann, publicó sus hallazgos en el Revista biofísica . La revista presenta el tema como su historia de portada en la edición publicada el 10 de enero de 2017.
proteínas G como fuente de enfermedad
GTP puede unirse a todas las proteínas G. Si una enzima escinde un grupo fosfato de la GTP unida, la proteína G se apaga. Esta denominada hidrólisis de GTP tiene lugar en el centro activo de las enzimas en segundos.el proceso falla, se pueden desencadenar enfermedades graves, como cáncer, cólera o el raro síndrome de McCune-Albright, que se caracteriza, por ejemplo, por un metabolismo óseo anormal.
Magnesio importante para el mecanismo del interruptor
Para que tenga lugar la hidrólisis de GTP, un átomo de magnesio debe estar presente en el centro activo de la enzima. El equipo de investigación observó por primera vez directamente de qué manera el magnesio afecta la geometría y la distribución de carga en su entorno. Después de serapagado, el átomo permanece en el bolsillo de unión de la enzima. Hasta la fecha, los investigadores habían asumido que el magnesio sale del bolsillo después de que se completa el proceso de apagado.
Los nuevos hallazgos se han recopilado gracias a un método desarrollado en el Departamento de Biofísica de RUB. Permite monitorear procesos enzimáticos con una alta resolución temporal y espacial en su estado natural. El método en cuestión es un tipo especial de espectroscopia, a saberla espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier resuelta en el tiempo. Sin embargo, los datos medidos con su ayuda no proporcionan ninguna información sobre la ubicación precisa en la enzima donde se está llevando a cabo un proceso."Las simulaciones por computadora son cruciales para decodificar la información oculta en los espectros infrarrojos", explica Carsten Kötting. La computadora, por así decirlo, se convierte en un microscopio.
Cómo las proteínas aceleran el proceso de apagado
En el estudio actual, los biofísicos de RUB también demostraron de qué manera el entorno de proteínas especializadas afecta la aceleración de la hidrólisis de GTP. Analizaron el papel de un aminoácido lisina, que se encuentra en el mismo lugar en muchas proteínas G.se une precisamente a ese grupo fosfato de la molécula de GTP del que se separa un fosfato cuando se apaga la proteína G.
"La función de la lisina es acelerar la hidrólisis de GTP mediante la transferencia de cargas negativas del tercer grupo fosfato al segundo grupo fosfato", explica Daniel Mann. "Este es un punto de partida crucial para el desarrollo de medicamentos para el tratamiento del cáncer yotras enfermedades graves a largo plazo "
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universitaet-Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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