Las células envían señales a través de cascadas de enzimas, donde una enzima pasa la señal a la siguiente. En tales cascadas, es crucial que la enzima reconozca los sustratos adecuados para garantizar que, por ejemplo, una hormona active las actividades celulares correctas. Proteínas quinasas, las enzimas en tales cascadas, generalmente no son lo suficientemente específicas por sí mismas y, por lo tanto, dependen de otras proteínas para conectarlas físicamente a los sustratos correctos.
"Actualmente, describimos las enzimas de señalización con ecuaciones desarrolladas para las enzimas metabólicas", explica Magnus Kjærgaard. "Las enzimas metabólicas que producen energía para nuestro cuerpo, por ejemplo, necesitan procesar muchos sustratos por minuto. Por el contrario, las enzimas de señalización actúan como interruptores., y a menudo solo es necesario convertir un único sustrato para tener un efecto. Por lo tanto, las ecuaciones desarrolladas para describir las enzimas metabólicas son menos relevantes para las enzimas de señalización ".
Durante más de cien años, los bioquímicos han descrito la actividad de las enzimas utilizando la ecuación de Michaelis-Menten, que describe cómo la actividad aumenta con el aumento de la ecuación del sustrato. Cuando la enzima está conectada a su sustrato, no importa cuánto sustrato seEn cambio, la velocidad de la reacción depende de cómo se conecta la enzima al sustrato y, por lo tanto, a la molécula conectora. Hasta ahora, no hemos tenido ninguna descripción de cómo la estructura de tales moléculas afecta las reacciones enzimáticas.
"Normalmente, la pregunta que está tratando de responder es qué forma de gráfico describe la actividad enzimática. Teníamos un problema mucho más fundamental", dice el primer autor Mateusz Dyla. "¿Qué deberíamos poner en el eje X en lugar de concentración? "
Las moléculas conectoras controlan la señalización celular
Los autores crearon un sistema modelo en el que podían cambiar la conexión entre la enzima y el sustrato. Lo usaron para medir cómo la longitud de un conector flexible afecta la primera ronda de catálisis de la enzima, que tuvo lugar en milisegundos. Finalmente, terminaron con una ecuación que describe cómo la velocidad de la enzima depende de la conexión entre la enzima y el sustrato. Esta ecuación sugiere que las moléculas conectoras juegan un papel pasado por alto en el control de la señalización celular.
La conexión entre la enzima y el sustrato también afecta qué sustratos prefiere la enzima. Los sustratos que se ven similares pueden ser muy diferentes cuando la enzima solo procesa un solo sustrato conectado.
"Es como la diferencia entre cuánto tiempo me toma comer un solo perrito caliente y cuántos perritos calientes puedo comer durante toda una semana", explica Magnus. "En el transcurso de una semana, estaré limitado por la cantidadrápido puedo digerir los perritos calientes. Esto es irrelevante para el tiempo que lleva comer el primer perrito caliente. Por lo tanto, los dos tipos de medidas dan resultados diferentes. Si desea comprender los interruptores de quinasa, debe concentrarse en la primera ronda de catálisis. "
A largo plazo, esto puede tener implicaciones para el desarrollo de fármacos dirigidos a las quinasas en, por ejemplo, el cáncer. Mateusz explica: "Esperamos que algún día sea posible fabricar fármacos que no solo se dirijan a la enzima, sinotambién apuntar a cómo está conectado a su sustrato. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Aarhus . Original escrito por Lisbeth Heilesen. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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