Muchas biomoléculas vienen en dos versiones que son la imagen especular de cada una, como una mano izquierda y una derecha. Las células generalmente usan la versión izquierda de aminoácidos para producir proteínas, y se pensó que los mecanismos de absorción comparten esta preferencia. Universidad deLos científicos de Groningen han demostrado que una proteína de transporte procariota puede transportar ambas versiones del aspartato de aminoácidos con la misma eficacia. El análisis detallado de la estructura del transportador muestra por qué es así. Los resultados se publicaron en la revista eLife el 24 de abril
La 'mano' de la vida se conoce desde hace más de un siglo. Muchas moléculas orgánicas se producen en dos versiones que tienen la misma fórmula química y conectividad entre los átomos pero son estructuralmente la imagen especular del otro. Durante la evolución, la izquierda-Se ha seleccionado la versión de mano L para algunas moléculas, mientras que para otras se usa la imagen especular D. Esto es un problema en la fabricación de medicamentos, donde a veces solo una versión es efectiva y la otra podría causar efectos secundarios graves..
Contra las expectativas
'Los organismos vivos usan L-aminoácidos en la producción de proteínas, pero ocasionalmente usarán D-aminoácidos, por ejemplo en las paredes celulares bacterianas', explica el profesor de bioquímica Dirk Slotboom de la Universidad de Groningen. El sistema nervioso central de los mamíferostiene una proteína de transporte para el neurotransmisor L-glutamato que también puede transportar el aspartato de aminoácidos. "Y esto reconoce tanto el L-aspartato como el D-aspartato".
Esto va en contra de las expectativas. Dado que los L-aminoácidos son los compuestos funcionalmente activos, tendría sentido que las proteínas de transporte solo seleccionen una 'mano'. Slotboom: 'Esto se desprende de la diferencia en la estructura. El reconocimiento por parte de un transportador requiereestructura de la molécula para encajar en el sitio de unión. 'Y así como no es posible meter la mano izquierda en un guante derecho, la unión de D-aminoácidos a una proteína de transporte que ha evolucionado para aceptar L-aminolos ácidos son imposibles
afinidad
Hasta ahora no se han realizado estudios mecanicistas o estructurales reales para explicar por qué el transportador del sistema nervioso central parece desafiar esta lógica. Por lo tanto, Slotboom, junto con su colega Albert Guskov, profesor asistente y jefe de rayos X biomolecularesCrystallography Lab decidió abordar esta cuestión. Su investigadora postdoctoral Valentina Arkhipova realizó un análisis estructural de la proteína de transporte, mientras que la estudiante de doctorado Gianluca Trinco realizó estudios funcionales. Para sus experimentos, utilizaron la proteína de transporte homóloga encontrada en microorganismos,que tiene un sitio de unión que es casi idéntico al del transportador de mamíferos.
Trinco descubrió que el L-aspartato y el D-aspartato fueron transportados de la misma manera, impulsados por la translocación de tres iones de sodio. "Además, la afinidad por ambos sustratos también es similar", dice. Arkhipova estudió la estructuradel sitio de unión con aspartato L o D unido. Observó que el aspartato D se acomodaba con solo reordenamientos menores de la estructura: 'La clave es que hay suficiente espacio para que el aspartato D geométricamente diferente se una.el sitio de unión no es como un guante, sino más bien como una manopla ''.
neurotransmisor
En los microorganismos, la proteína solo transporta aspartato, que las células podrían usar para construir proteínas y también como combustible o como fuente de nitrógeno. En los mamíferos, la proteína homóloga transporta glutamato en el sistema nervioso central, donde se usa el aminoácidocomo neurotransmisor. La proteína de transporte elimina el L-glutamato de la hendidura sináptica, la parte donde el impulso nervioso pasa a otra neurona.
Hay indicios de que el aspartato también puede actuar como neurotransmisor. "Si ese fuera el caso, tanto el aspartato L como el D podrían realizar esta función", dice Slotboom. "La afinidad por ambos tipos de aspartato es muy alta. Estopuede señalar una función específica y sugiere que el D-aspartato también se usa para algo. "Curiosamente, el transportador no acepta el D-glutamato. De nuevo, esto parece ser una cuestión de espacio: el glutamato tiene un grupo de metileno extra en comparación conaspartato. "Y en el D-glutamato, ese metileno probablemente causa un choque con el sitio de unión." No cabe, ni siquiera en una manopla.
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Materiales proporcionado por Universidad de Groningen . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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