Investigadores de la Ruhr-Universität Bochum, encabezados por el profesor Klaus Gerwert y el Dr. Till Rudack del Departamento de Biofísica y la Universidad de Uppsala en Suecia, identificaron un nuevo mecanismo para la desactivación de las proteínas de cambio.Ras regula muchos procesos en el cuerpo y afecta enfermedades como el cáncer. El equipo de investigación publicó su informe sobre el mecanismo recientemente descubierto en la edición actual de Revista de la Sociedad Americana de Química , JACS, el 10 de julio de 2019.
reacciones ultra aceleradas
Unida para cambiar las proteínas, la molécula GTP es vital para la desactivación de muchas de ellas. Si uno de los tres grupos fosfato se separa de GTP, la proteína cambia a "apagado", lo que afecta los procesos celulares ". Las proteínas son extremadamentereacciones eficientes y aceleradas que generalmente tomarían miles de millones de años para que se ejecuten en una fracción de segundo ", dice Klaus Gerwert.
Al menos una molécula de agua siempre está involucrada en el proceso de desactivación. Hasta la fecha, los investigadores asumieron que esta molécula de agua tenía que ser activada, es decir, por un compañero de reacción que transfiriera un protón a la molécula de agua ". La naturaleza del compañero de reacciónse ha argumentado durante décadas: ¿es el GTP en sí mismo o es un componente proteico? ", explica Carsten Kötting, uno de los autores del equipo con sede en Bochum." En el estudio actual, hemos identificado sorprendentemente un mecanismo completamente nuevo,donde la activación se lleva a cabo sin ninguna transferencia de protones ".
Teoría versus experimento
Utilizando el análisis asistido por computadora, el equipo estudió todas las opciones de desactivación para siete sistemas de proteínas de cambio diferentes. Los investigadores identificaron varias velocidades para el proceso de desactivación. Compararon las velocidades calculadas con los valores obtenidos en los experimentos mediante espectroscopía infrarroja resuelta en el tiempo.
Si bien los valores de los dos mecanismos sospechosos anteriormente se desviaban fuertemente entre sí, los resultados experimentales para el mecanismo recientemente identificado correspondieron a suposiciones teóricas: para los siete sistemas probados, en ese sentido ". Las coincidencias muestran que nuestro mecanismo de desactivación recién descubiertoes universal y, en consecuencia, es relevante para numerosos procesos celulares ", concluye Till Rudack.
Mecanismo relevante para la formación de tumores
"Las enfermedades a menudo son causadas por un defecto en el mecanismo de desactivación de proteínas clave", dice Till Rudack. "Para comprender los procesos moleculares subyacentes a las enfermedades y desarrollar terapias, primero tenemos que entender el mecanismo de desactivación".
El mecanismo de desactivación recientemente identificado es, por ejemplo, responsable de desconectar Ras, una proteína cuyos defectos provocan un crecimiento celular descontrolado en los tumores. Los investigadores han estado intentando durante décadas encontrar un medicamento que afecte la proteína Ras disfuncional en los tumores humanos."Esperamos que nuestros resultados expliquen por qué la búsqueda ha sido infructuosa hasta la fecha", dice Klaus Gerwert. "El mecanismo de desactivación molecular correcto ahora puede convertirse en el punto de partida para el desarrollo de medicamentos contra el cáncer".
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Materiales proporcionado por Ruhr-Universidad Bochum . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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