Los procesos de señalización en los organismos se rigen por interacciones extracelulares e intracelulares específicas e involucran cientos de diferentes receptores funcionalmente altamente versátiles ubicados en las membranas celulares. Para los científicos que desean comprender los procesos de señalización, la situación se vuelve más compleja debido a que los receptores no solo se distribuyen de manera desigual ya menudo capaz de unirse a más de un ligando, pero también por el mismo tipo de receptor que puede unirse a un ligando fuerte, débil o nada en absoluto. Se requieren urgentemente nuevos métodos que permitan cuantificaciones precisas de interacciones tan complejas.
Un nuevo método de alta resolución desarrollado por un equipo internacional de científicos que incluye a Robert Tampé y Ralph Wieneke de la Universidad Goethe de Frankfurt ahora permite por primera vez la identificación y cuantificación precisa de las interacciones de un receptor con dos ligandos simultáneamente. El nuevo método ha sido publicadoen la última edición de la revista Comunicaciones de la naturaleza.
La microscopía de fuerza atómica AFM es una técnica poderosa para la caracterización de superficies a nanoescala. Utiliza un voladizo con una punta extremadamente fina. La microscopía de fuerza atómica basada en curvas de fuerza-distancia AFM basada en FD combina imágenes de alta resolucióny espectroscopía de fuerza de molécula única. En los estudios que utilizan muestras biológicas, la punta de AFM se acerca y se retrae de la muestra para cada píxel. Los métodos de AFM basados en FD utilizan diferentes recubrimientos de la punta de AFM como caja de herramientas y estos métodos han hecho un progreso impresionante en los últimos años.años. Para la detección de sitios de unión específicos, la AFM basada en FD requiere la unión de un ligando a la punta de AFM. Mientras que los complejos de proteínas contorneados en una membrana, tales puntas de AFM funcionalizadas pueden medir las interacciones del ligando atado a la proteína.ha sido posible obtener imágenes de receptores de membrana única y detectar simultáneamente sus interacciones con más de un ligando, pero el nuevo método ha superado este obstáculo.
Para su prueba de principio, los científicos utilizaron el receptor 1 activado por la proteasa humana PAR1, una de la gran familia de receptores de membrana acoplada a la proteína G. Los GPCR median la mayoría de las respuestas celulares a las hormonas y neurotransmisores, además de ser responsablespara visión, olfato y sabor. Los GPCR pueden coexistir en diferentes estados funcionales en la membrana celular y pueden unirse a varios ligandos con diferente fuerza o afinidad. El GPCR PAR1 se activa mediante la trombina proteasa de la coagulación que activa cascadas de señalización para iniciar respuestas celulares que ayudan a orquestarhemostasia, trombosis, inflamación y posiblemente también reparación de tejidos. Con la ayuda de su nuevo método AFM basado en FD, se podría obtener imágenes de PAR1 humano en proteoliposomas mientras se detectan simultáneamente interacciones extracelulares e intracelulares de PAR1 con dos ligandos. La química de la superficie y el método nanoscópico desarrollado sonaplicable a una gama de sistemas biológicos in vitro e in vivo.
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Materiales proporcionado por Goethe-Universität Frankfurt am Main . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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