La estructura de una proteína de unión a ARN bacteriano se ha determinado en el acto de modificar una molécula de ARN, un logro que brinda a los investigadores una visión única de la función de la proteína en acción y podría conducir a pistas que ayudarían en laluchar contra el desarrollo de infecciones resistentes a los antibióticos. En la edición actual de la revista se publica un artículo que describe los hallazgos de un equipo de investigadores de la Penn State University ciencia .
"Hemos capturado y caracterizado la estructura de la proteína, RlmN, en una etapa intermedia clave en su interacción con la molécula de ARN", dijo Squire J. Booker, profesor de química y de bioquímica y biología molecular en Penn State University,investigador del Instituto Médico Howard Hughes y uno de los líderes del equipo de investigación de Penn State. "RlmN realiza modificaciones químicas en las moléculas de ARN que funcionan para garantizar que las bacterias puedan sintetizar con precisión nuevas proteínas. Al tener una imagen de este paso intermedio, podemos aprender mucho de forma mecánica sobre la función de la proteína ".
El equipo de investigación determinó la estructura tridimensional de la proteína RlmN de la bacteria Escherichia coli . Aprovecharon una mutación en la proteína RlmN que da como resultado un enlace químico estable entre la proteína y las moléculas de ARN que modifica. Este enfoque permitió a los investigadores capturar y determinar la estructura de la proteína durante este evento normalmente transitorio.
"RlmN es una de las dos únicas proteínas que se sabe que realizan modificaciones químicas en al menos dos tipos diferentes de moléculas de ARN. De hecho, RlmN modifica técnicamente siete ARN; puede modificar un sitio en el ARN ribosómico y seis ARN de transferencia diferentes", dijo Booker." RlmN está muy estrechamente relacionado, tanto evolutivamente como funcionalmente, con una proteína que funciona para conferir resistencia a los antibióticos en bacterias, Cfr. Debido a que RlmN y Cfr funcionan por mecanismos muy similares, podemos usar nuestra estructura de RlmN unida auno de sus sustratos para comprender mejor cómo Cfr confiere resistencia a los antibióticos. En última instancia, la estructura puede ayudar a diseñar moléculas de fármacos para combatir la resistencia a los antibióticos ".
Hasta hace poco, se creía que la única actividad de la proteína RlmN eran modificaciones del ARN ribosómico, las grandes moléculas de ARN que catalizan la síntesis de proteínas en la célula. Sorprendentemente, los investigadores atraparon una versión de RlmN en medio de su ciclo de reacciónunido a otro tipo mucho más pequeño de molécula de ARN. Su descubrimiento ocurrió mientras intentaban capturar la proteína RlmN mientras modificaba el ARN ribosómico en E. coli células. Los investigadores determinaron la estructura de este complejo proteína / ARN y demostraron que la proteína RlmN estaba unida a una molécula de ARN de transferencia. El ARN de transferencia también participa en la construcción de proteínas en la célula.
Los investigadores pudieron refinar la resolución de su estructura de la proteína RlmN unida al ARN de transferencia produciendo el complejo en tubos de ensayo con proteína purificada y moléculas sintetizadas de ARN de transferencia. Ambas estructuras muestran que, a diferencia de otras proteínas que fabrican sustancias químicasModificaciones para transferir ARN, RlmN interactúa con la longitud completa de la molécula de ARN de transferencia. Una interfaz de ARN extendida puede estar vinculada a la capacidad de RlmN para modificar un sustrato de ARN más grande, como el ARN ribosómico, además de las moléculas de ARN de transferencia más pequeñas.
"No hay muchas proteínas modificadoras de ARN que puedan apuntar a diferentes tipos de ARN, y la RlmN es muy diferente de la única otra proteína conocida que modifica el ARN ribosómico y de transferencia. La diferencia es que la RlmN no reconoce la secuencia de las moléculas de ARN".dijo Amie Boal, profesora asistente de química y de bioquímica y biología molecular en Penn State y otro líder del equipo de investigación. "RlmN en cambio reconoce la estructura tridimensional de su ARN objetivo. De hecho, la proteína en realidad remodela el ARN dramáticamente parahacer que encaje dentro de la estructura rígida del sitio activo de la proteína. Este enfoque distintivo para el reconocimiento del sustrato es probablemente la clave de cómo la proteína se dirige a dos tipos muy diferentes de moléculas de ARN ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Penn State . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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