Una pizca de veneno es bueno para un cuerpo, al menos si es hemo.
En cantidades minúsculas, funciona en las células como un catalizador esencial llamado cofactor y como una molécula de señalización para desencadenar otros procesos. Ahora, por primera vez conocida, los investigadores han rastreado esas actividades dentro de las células.
"El mal manejo del hemo puede causar cosas como el Alzheimer, enfermedades cardíacas y algunos tipos de cáncer, por lo que las células tienen que hacer un buen trabajo para controlar cuánto hemo está disponible", dijo Amit Reddi, bioquímico y profesor asistente en GeorgiaInstituto de Tecnología. "Al tener biosensores que pueden monitorear el hemo en las células, tenemos esta nueva ventana sobre cómo las células hacen que esta toxina esencial esté disponible en concentraciones cuidadosamente dispersas", dijo.
'Hemo' como en 'hemoglobina'
Las personas pueden reconocer el hemo por su papel en el núcleo de la hemoglobina, el componente de los glóbulos rojos responsables del transporte de oxígeno. El hierro iónico en la molécula de hemo es a lo que se adhiere la molécula de oxígeno.
En la hemoglobina, el hemo está firmemente incrustado en la proteína, lo que lo hace no tóxico. Muchos científicos han asumido durante mucho tiempo que el hemo, incluso en otras células, es básicamente siempre estático, retenido por las proteínas con las que trabaja.
Pero los resultados de los investigadores rompen esa suposición.
Publicaron sus hallazgos en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias , lunes 30 de mayo de 2016. Su investigación está financiada por la National Science Foundation y los Institutos Nacionales de Salud.
Nutriente potencialmente peligroso
El hemo lábil sirve como un nutriente en lugar de un veneno. Pero para asegurarse de que las cosas sigan así, el hemo necesita ser cuidadosamente traficado a través de la célula, dijo Reddi.
El equipo de investigación, dirigido por Reddi y Hanna, diseñó una molécula de sensor fluorescente para controlarlo. Con el hem a niveles de línea de base muy bajos, el sensor se iluminó en verde brillante y luego, a medida que aumentó la concentración de hemo, la luz se desvaneció.
Usando los sensores de hemo, Osiris Martinez-Guzman, estudiante graduada de Georgia Tech, encontró una enzima, GAPDH, conocida por su participación en la descomposición del azúcar, que el equipo observó ayudando a proteger el hemo celular lábil protoporfirina IX de hierro, que se inmovilizó enproteínas, dejando solo una cantidad limitada libre de reacciones bioquímicas.
Cuando se necesita más hemo lábil, el óxido nítrico, una molécula de señalización, libera rápidamente el hemo de las proteínas que se enredan, por lo que podría realizar trabajos como regular la expresión génica.
brillo de 'Linterna verde'
"Si aumenta el óxido nítrico, verá que el sensor verde brillante se atenúa a medida que el hem se vuelve lábil y luego el brillo se vuelve a iluminar con el tiempo a medida que el hemo se vuelve a unir", dijo Reddi.
No tener un sensor era una razón por la que no se había observado anteriormente el hemo lábil, por lo que los investigadores de Georgia Tech utilizaron un enfoque de fluorescencia ratiométrica para diseñar uno que pudiera describirse un poco como el superhéroe de cómic "Green Lantern".
A medida que los hemes se sienten atraídos por él como, digamos, fanáticos, se vuelven desordenados, dijo Reddi, el investigador principal del periódico. "Los sostiene frente a su luz verde y la bloquean, haciendo que parezca más tenue".
"Las técnicas fluorescentes ratiométricas han existido por un tiempo, pero nuestra técnica es nueva, porque detecta específicamente el hemo", dijo Reddi. "Tomamos una proteína de unión al hemo de las bacterias y la unimos a la proteína fluorescente verde".
Los investigadores utilizaron un láser azul para cargar la parte de la lámpara del par de proteínas del sensor como una pegatina que brilla en la oscuridad, luego volvió a emitir la luz verde. "Ves que esta imagen verde desaparece y reaparece dependiendo decuánto hemo está disponible ", dijo Reddi." Puedes ver lo que está sucediendo en tiempo real "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Georgia . Original escrito por Ben Brumfield. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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