Los bioquímicos de la Universidad de Illinois han aislado un supercomplejo de proteínas de una membrana bacteriana que, como una batería, genera un voltaje a través de la membrana bacteriana. El voltaje se utiliza para hacer ATP, una moneda energética clave de la vida. Los nuevos hallazgos,reportado en el diario Naturaleza , informará los esfuerzos futuros para obtener las estructuras atómicas de los grandes supercomplejos de proteínas de membrana.
"Con miles de millones de años de experiencia evolutiva, las bacterias son hábiles para sobrevivir en entornos cambiantes", dijo Robert Gennis, profesor emérito de bioquímica de la Universidad de Illinois que dirigió la nueva investigación con el profesor de bioquímica Emad Tajkhorshid.
"La mayoría tiene la capacidad de modificar, reemplazar o combinar herramientas moleculares para satisfacer las nuevas demandas, a veces dentro de la vida útil de una sola célula", dijo Gennis. Estas herramientas incluyen enzimas, que catalizan reacciones químicas para realizar tareas específicas.
La energía requerida por la bacteria se obtiene mediante el transporte de electrones de moléculas de alimentos de alta energía al oxígeno, similar a lo que ocurre en las células vegetales o animales, dijo Gennis. Los electrones pasan de una enzima a otra hasta que finalmente llegan al oxígeno.
Por lo general, una enzima transmite un electrón durante una colisión aleatoria con otra enzima. Los investigadores demostraron que en algunas condiciones, la naturaleza elimina la necesidad de colisiones aleatorias al unir las enzimas para formar un "supercomplejo". Cada parte del supercomplejopuede generar un voltaje, pero todas las partes deben funcionar en secuencia ", dijo Gennis.
"Tiene sentido que funcionen como una sola unidad para asegurarse de que el transporte de electrones sea rápido y los electrones terminen donde pertenecen", dijo. "Los supercomplejos probablemente son importantes en todas las cadenas de transporte de electrones, pero en la mayoría de los casos, los intentos de aislarlos fracasan porque se desmoronan. Tuvimos la suerte de estudiar un organismo llamado Flavobacterium, en el que el supercomplejo es estable ".
En lugar de depender de detergentes para extraer las proteínas de la membrana, como se hace típicamente en tales experimentos, el equipo probó un polímero industrial, un tipo del que están hechos los plásticos. Utilizando este polímero, extrajeron y aislaron el supercomplejo enun solo paso rápido. El proceso incrustó el supercomplejo en un pequeño disco de membrana con forma de moneda.
Con la ayuda de sus colaboradores en la Universidad de Toronto y el Centro de Biología Estructural de Nueva York, el equipo utilizó microscopía crioelectrónica para determinar la configuración de los componentes supercomplejos.
"La evolución ha resultado en una 'nano-máquina' muy eficiente que también es hermosa de ver. Ver cómo funciona le da a uno una gran apreciación de la naturaleza y es una de las alegrías de hacer ciencia", dijo Gennis.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Illinois en Urbana-Champaign . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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