La síntesis y el transporte de lípidos biológicos a través del interior de la célula, en su mayoría lleno de agua, es un problema de larga data en biología. Una de las soluciones que la naturaleza ha empleado para resolverlo es utilizar proteínas de unión a lípidos, que funcionan en variosformas: enzimas que penetran en las membranas biológicas, proteínas "chaperonas" que solubilizan los lípidos en una bolsa y los transportan a las enzimas o los insertan en las membranas, y "liftases" - enzimas que levantan parcialmente los lípidos de la bicapa de la membrana.
Uno de los lípidos más importantes es la coenzima Q CoQ, que sirve como cofactor para numerosas enzimas en muchos organismos diferentes. Las deficiencias en CoQ están relacionadas con problemas metabólicos raros y enfermedades como el Parkinson y la diabetes tipo II.una de las moléculas más hidrofóbicas "que odian el agua" en la naturaleza, que se encuentra secuestrada en el interior de la membrana mitocondrial y participa en su trabajo de producción de energía.
Una proteína mal caracterizada asociada con la biosíntesis de CoQ es una proteína de unión a lípidos llamada COQ9. Esta proteína parece ser de importancia crítica en esta vía porque la pérdida de la función COQ9 en muchos organismos resulta en una deficiencia severa de CoQ, con todos los problemas mencionadossin embargo, todavía no sabemos qué lípidos se unen a COQ9, ni cómo accede a ellos, ni siquiera cómo unirlos ayuda a otras enzimas a producir CoQ.
Los científicos del laboratorio de Matteo Dal Peraro en el Instituto de Bioingeniería de EPFL, trabajando con el laboratorio de David Pagliarini en la Universidad de Wisconsin-Madison, utilizaron un enfoque integrador que combinó estudios estructurales, bioquímicos y computacionales para estudiar cómo se une COQ9 yinteractúa con los lípidos.
El estudio mostró que COQ9 se une a los lípidos de isopreno aromáticos y accede a las membranas a través de una hélice anfipática tanto amante del agua como de odio en su extremo. Ambas funciones parecen ser cruciales para el papel biológico de la proteína en la producción de CoQ.Los científicos también encontraron cómo COQ9 podría interactuar con una enzima de la vía, COQ7, que cataliza el penúltimo paso en la biosíntesis de CoQ.
Los datos del estudio muestran que COQ9 permite la biosíntesis de CoQ accediendo a los intermedios de CoQ desde el prospecto de la membrana interna de la mitocondria. A partir de ahí, COQ9 presenta estos intermedios a una enzima biosintética.
"En general, nuestros análisis presentan COQ9 como un nuevo modelo de cómo la naturaleza emplea proteínas periféricas de unión a lípidos para superar los desafíos hidrofóbicos", dice Dal Peraro. "Estas ideas sobre cómo una proteína puede acceder, unirse y presentar un ligando hidrofóbico también puedeninformar nuevas estrategias para tratar los trastornos por deficiencia de lípidos que son recalcitrantes a la suplementación, incluidas muchas enfermedades relacionadas con la CoQ ".
Además, el enfoque integrador utilizado por los científicos podría servir como modelo para estudiar otras proteínas de unión a lípidos o el metabolismo de los lípidos o las vías de señalización cuya histórica modulación funcional en la interfaz membrana-agua ha sido históricamente difícil de caracterizar.
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Materiales proporcionado por Escuela Politécnica Federal de Lausana . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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