Las proteínas realizan una amplia gama de funciones en la célula de cada organismo vivo con roles críticos en casi todos los procesos biológicos. No solo controlan nuestro metabolismo, administran la señalización celular y están a cargo de la producción de energía, ya que los anticuerpos también son lostrabajadores de primera línea de nuestro sistema inmunológico que luchan contra patógenos humanos como el coronavirus. En vista de estas importantes funciones, no es sorprendente que la actividad de las proteínas esté estrictamente controlada. Existen numerosos interruptores químicos que controlan la estructura y, por lo tanto, la función de las proteínasen respuesta a las condiciones ambientales cambiantes y al estrés. Se pensó que las estructuras bioquímicas y los modos de funcionamiento de estos interruptores se entendían bien. Por eso, un equipo de investigadores de la Universidad de Göttingen se sorprendió al descubrir un producto completamente nuevo, pero hasta ahora pasado por alto, en/ interruptor de apagado que parece ser un elemento regulador omnipresente en las proteínas en todos los dominios de la vida. Los resultados se publicaron en Naturaleza .
Los investigadores investigaron una proteína del patógeno humano Neisseria gonorrhoeae que causa la gonorrea, una infección bacteriana con más de 100 millones de casos en todo el mundo. Esta enfermedad generalmente se trata con antibióticos, pero las crecientes tasas de resistencia a los antibióticos representan una seria amenaza. Para identificar nuevastratamientos, estudiaron la estructura y el mecanismo de una proteína que es un actor clave en el metabolismo del carbono del patógeno. Sorprendentemente, la proteína puede activarse y desactivarse por oxidación y reducción conocido como "interruptor redox. Los científicos sospecharon que estofue causado por un "interruptor disulfuro" común y bien establecido formado entre dos aminoácidos de cisteína. Cuando descifraron las estructuras de rayos X de la proteína en el estado "encendido" y "apagado" en el acelerador de partículas DESY en Hamburgo, Alemania, fueron golpeados por una sorpresa aún mayor. La naturaleza química del interruptor era completamente desconocida: se forma entre una lisina y un aminoácido cisteína con un puente de oxígenoátomo.
"No podía creer lo que veía", dice el profesor Kai Tittmann, quien dirigió el estudio, cuando recuerda haber visto la estructura del interruptor de la novela por primera vez. "Inicialmente pensamos que esto debe haberse formado artificialmente como un-producto del proceso experimental como esta entidad química era desconocido. "Sin embargo, numerosas repeticiones de los experimentos siempre dieron el mismo resultado y un análisis de la base de datos de estructura de proteínas reveló además que hay muchas otras proteínas que muy probablemente poseen este interruptor, queaparentemente escapó a una detección anterior, ya que la resolución del análisis de la estructura de la proteína fue insuficiente para detectarla con certeza. Los investigadores admiten que la buena suerte estaba de su lado porque los cristales que midieron permitieron determinar la estructura de la proteína a una resolución extremadamente alta, es decir, la novelaEl interruptor no podía faltar. "La selección exhaustiva de cristales de proteína de alta calidad realmente ha valido la pena, no podría estar más feliz", dice Marie Wensien, fiprimer autor del artículo.
Los investigadores creen que el descubrimiento del nuevo interruptor de proteína afectará a las ciencias de la vida de muchas maneras, por ejemplo, en el campo del diseño de proteínas. También abrirá nuevas vías en aplicaciones médicas y diseño de fármacos. Muchas proteínas humanas con roles establecidos enSe sabe que las enfermedades graves están controladas por redox y es probable que el interruptor recién descubierto también juegue un papel central en la regulación de su función biológica.
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Materiales proporcionado por Universidad de Göttingen . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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