Las chaperonas son proteínas especializadas en la célula que ayudan a otras proteínas a alcanzar sus formas 3D funcionales, que corresponden a los estados preferidos en el equilibrio termodinámico. Pero un nuevo estudio realizado por científicos de EPFL, UNIL e INSERM Francia muestra que las chaperonas también pueden mantenerproteínas en estados de no equilibrio, potencialmente alterando su destino. El trabajo se publica en Nature Chemical Biology.
Después de la traducción, las proteínas deben plegarse a su forma 3D funcional y mantenerse bajo ataque de varias perturbaciones: estrés externo como cambios de temperatura, interacciones incorrectas con otras proteínas en la célula e incluso mutaciones perjudiciales. Para garantizar que las proteínas permanezcan funcionales, la célula utiliza una clase particular de proteínas, las chaperonas, que están presentes en todos los organismos y se encuentran entre las proteínas más abundantes en las células, haciendo hincapié en lo crucial que son para mantener la vida.
La visión actual es que la forma 3D funcional de una proteína es también su estado más estable termodinámicamente, y que las chaperonas ayudan a las proteínas a alcanzar este estado evitando que se agreguen y permitiéndoles escapar de las llamadas "trampas cinéticas" -puntos donde la proteína puede quedar "atrapada" en un estado no funcional. Y para hacer todo esto, las chaperonas necesitan energía, que en la célula viene en forma de adenosina trifosfato, o ATP.
Los laboratorios de Paolo De Los Rios en EPFL y Pierre Goloubinoff en UNIL, en colaboración con Alessandro Barducci INSERM - Montpellier ahora han demostrado que la energía del ATP es utilizada por los chaperones para mantener activamente las proteínas en las que están trabajando.una versión no equilibrada pero transitoriamente estable de la forma funcional, incluso en condiciones en las que la forma funcional no debe ser termodinámicamente estable.
"Lo que encontramos es que las chaperonas pueden reparar y revertir activamente las proteínas sobre las que actúan en un estado estacionario de no equilibrio", dice De Los Rios. "En este estado, las proteínas están en su estado nativo incluso si, desdeuna perspectiva de termodinámica de equilibrio, no deberían "
Los investigadores combinaron enfoques teóricos y experimentales para demostrar que las chaperonas son motores moleculares, capaces de realizar trabajos y extender el rango de estabilidad de las proteínas. Los resultados pueden desafiar partes de la visión predominante de que la evolución ha diseñado secuencias de aminoácidos para que el estado funcionalde la proteína a la que pertenecen es termodinámicamente óptima.
"En presencia de chaperonas, incluso las proteínas termodinámicamente subóptimas podrían alcanzar su forma funcional, facilitando la evolución en su exploración interminable de posibilidades químicas", dice De Los Rios.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Ecole Polytechnique Federale de Lausanne EPFL . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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