El transportador de glutamina humano ASCT2 está regulado positivamente en varias formas de cáncer. También es la plataforma de acoplamiento para una amplia gama de retrovirus patógenos. Un equipo de científicos de la Universidad de Groningen ha utilizado la microscopía crioelectrónica para dilucidar la estructura de la proteína,que puede generar pistas para el desarrollo de fármacos. Los resultados se publicaron en Naturaleza, biología estructural y molecular el 5 de junio.
En las células humanas, la proteína ASCT2 importa el aminoácido glutamina y mantiene el equilibrio de aminoácidos en muchos tejidos. La cantidad de ASCT2 aumenta en varios tipos de cáncer, probablemente debido a una mayor demanda de glutamina. Además, varios tipos deel retrovirus infecta las células humanas al acoplarse primero a esta proteína.
Insights
ASCT2 es parte de una familia más grande de transportadores similares. Para comprender cómo funciona esta familia de transportadores de aminoácidos y para ayudar a diseñar medicamentos que bloqueen el transporte de glutamina por ASCT2 o su papel como estación de acoplamiento viral, los científicos de la Universidad de Groningen han resueltola estructura 3D de la proteína. Recurrieron a la técnica de microscopía crioelectrónica de partículas individuales, ya que no lograron el crecimiento de cristales de la proteína, que son necesarios para los estudios de difracción de rayos X. El gen humano para ASCT2 se expresó encélulas de levadura, y la proteína humana se purificó para obtener imágenes.
La estructura se determinó con una resolución de 3.85 Å, que reveló nuevas ideas sorprendentes. "Era un objetivo desafiante, ya que es bastante pequeño para cryo-EM", dice Cristina Paulino, profesora asistente de biología estructural y directora dela unidad Cryo-EM de la Universidad ". Pero también tiene una estructura trimérica simétrica agradable, que ayuda".
estructura de elevación
Las imágenes cryo-EM revelan un tipo familiar de 'estructura de elevación', en la que parte de la proteína viaja hacia arriba y hacia abajo a través de la membrana celular. En la posición superior, el sustrato ingresa al ascensor, que luego se mueve hacia abajo para liberar elsustrato dentro de la célula. La estructura de ASCT2 reveló el levantamiento en la posición inferior. "Para nuestra sorpresa, esta parte de la proteína estaba más abajo de lo que habíamos visto antes en estructuras de proteínas similares", dice el profesor de bioquímica Dirk Slotboom ".Y se rotó. Se pensó que el sustrato entra y sale del elevador a través de diferentes aberturas, pero nuestros resultados sugieren que bien podría usar la misma abertura '.
Esta información podría ayudar a diseñar moléculas que detengan el transporte de glutamina por ASCT2, dice Albert Guskov, Profesor Asistente en Cristalografía. "Se han publicado algunas pruebas en ratones con moléculas pequeñas que bloquean el transporte". Bloquear el transporte de glutamina sería una forma de matar el cáncercélulas. 'Esta nueva estructura permite un diseño más racional de los inhibidores del transporte'.
Picos
Otra observación sorpresa son los picos que sobresalen del exterior de cada uno de los tres monómeros. "Nunca se han visto antes", dice Slotboom. "Estos son los lugares donde atracan los retrovirus". Esto es consistente con los estudios mutagénicos realizados porUna vez más, conocer la forma de los picos podría ayudar a diseñar moléculas que impidan el acoplamiento de los virus.
La estructura de la proteína se resolvió en aproximadamente cuatro meses, lo que es notablemente rápido para cryo-EM. Diferentes científicos, cada uno con su propia especialidad, trabajaron en paralelo, lo que aceleró el proceso. Además, la estudiante de doctorado Alisa Garaeva, quien es la primeraautor del artículo, desempeñó un papel central para garantizar que el proyecto se ejecutara de manera eficiente.
Se realizarán estudios futuros para capturar ASCT2 en diferentes configuraciones, por ejemplo, dentro de una bicapa lipídica en lugar de las micelas de detergente utilizadas en el presente estudio y con el elevador en diferentes posiciones. Paulino, Slotboom y Guskov concluyen que estudiar diferentes estados ayudaráellos entienden cómo funciona esta proteína.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :