Determinar cómo funcionan las proteínas a nivel molecular es crucial para comprender la base subyacente de la enfermedad. Ahora los científicos de la Universidad de Notre Dame están un paso más cerca de desentrañar el misterio de cómo funcionan las proteínas intrínsecamente desordenadas, según una nueva investigación publicada en ciencia .
Las proteínas son cadenas de aminoácidos que se pliegan en estructuras tridimensionales, dándoles su forma y determinando la forma en que interactúan con otras moléculas. Muchas proteínas forman estructuras rígidas, pero las proteínas intrínsecamente desordenadas IDP son "flexibles" y nose pliegan en una estructura regular. Estas proteínas desordenadas son flexibles porque sus partes interactúan tan bien con el agua como entre sí. Hasta el 30 por ciento de todas las proteínas están desordenadas, y deben estar desordenadas para que funcionen correctamente.
Los investigadores han luchado por comprender con precisión cuán desordenados son los desplazados internos y cómo funcionan. Sus estructuras flexibles hacen que sea difícil extraer sus dimensiones exactas, haciendo que la extensión de ese trastorno, junto con las fortalezas de las interacciones, no estén claras. Estos detallesson cruciales para comprender cómo los desplazados internos llevan a cabo sus funciones necesarias en las células.
"Tenemos excelentes métodos disponibles para determinar las estructuras de proteínas que se pliegan en una estructura rígida, pero una fracción significativa de todas las proteínas son demasiado flexibles para ser estudiadas usando estos métodos. Peor aún, resulta de dos de los métodos más utilizadospara estudiar los desplazados internos no están de acuerdo entre ellos ", dijo Patricia Clark, biofísica de Notre Dame y coautora del estudio." Así que desarrollamos un procedimiento de análisis novedoso para ayudar a resolver esto ".
Clark, el reverendo John Cardinal O'Hara CSC Profesor de Química y Bioquímica en Notre Dame, trabajó con Tobin Sosnick, profesor y presidente del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Chicago, para desarrollar un nuevo pequeñométodo de análisis de dispersión de rayos X SAXS que mostró que la mayoría de los IDP están más desordenados de lo que se pensaba anteriormente. SAXS es una de las dos formas en que los investigadores extraen las dimensiones de los IDP. En SAXS, las proteínas se colocan en el camino de un haz de rayos X, dispersando los rayos X en patrones que contienen información sobre el tamaño y la forma de la proteína.
El nuevo enfoque de Clark y Sosnick analiza un rango más amplio del patrón de dispersión de rayos X que los métodos SAXS anteriores y ajusta estos patrones a las estructuras IDP con diferentes grados de desorden generados por simulaciones por computadora.
Este descubrimiento avanza la discusión entre los investigadores que usan SAXS para estudiar a los desplazados internos y aquellos que usan un método diferente, la transferencia de energía de resonancia de fluorescencia FRET. Con FRET, los investigadores unen moléculas llamadas fluoróforos a la proteína, luego determinan el tamaño y la forma deIDP calculando la distancia entre los fluoróforos. En estudios recientes de FRET, los investigadores han concluido que las partes IDP interactúan más fuertemente entre sí que con su entorno, lo que lleva a estructuras más colapsadas.
Clark señaló que los resultados arrojan nueva luz sobre la controversia entre los dos métodos de investigación. Su método de análisis SAXS muestra que las estructuras flexibles de los desplazados internos están muy cerca de lo que se esperaría de una estructura verdaderamente aleatoria, lo que podría ayudar a prevenir los desplazados internos.Clark interactuó accidentalmente con otras proteínas. Muchas enfermedades, incluidas muchas formas de cáncer, son causadas por mutaciones que hacen que una proteína interactúe de manera incorrecta con sí misma u otras proteínas, dijo Clark. Los avances realizados en este trabajo permitirán el estudio detallado del plegamiento y el plegamiento incorrectomecanismos. También ayudarán con el desarrollo de nuevas estrategias para prevenir las enfermedades de plegamiento de proteínas.
"Si bien este trabajo es una demostración de investigación básica y fundamental del comportamiento de las proteínas, las implicaciones son realmente amplias", dijo Clark.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Notre Dame . Original escrito por Deanna Csomo McCool. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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