Bioquímicos de la Universidad Estatal de Oregón (OSU, por sus siglas en inglés), en Estados Unidos, han hecho un descubrimiento fundamental acerca de la estructura de las proteínas que arroja nueva luz sobre cómo se pliegan las proteínas, que es uno de los procesos más básicos de la vida.
Los resultados, publicados en 'Science Advances', ayudarán a los científicos a entender mejor algunos cambios importantes a los que se someten las proteínas. Anteriormente, se había pensado que es imposible caracterizar estos cambios, en parte debido a que las transiciones son increíblemente pequeñas y fugaces.
Los cambios se refieren a cómo las proteínas se convierten de una forma observable a otra y ocurren en menos de una billonésima de segundo en las moléculas que se encuentran a menos de una millonésima de pulgada de tamaño. Se sabía que estos cambios debían ocurrir y se han simulado por ordenador, pero antes de esto nadie había observado cómo se producen.
'La evidencia real de estas transiciones se ha ocultado a la vista todo este tiempo --señala Andrew Brereton, un estudiante de doctorado de OSU y autor principal de este estudio--. Simplemente, no sabíamos qué buscar y no entendíamos lo importante que era'.
Todas las proteínas comienzan como cadenas lineales de bloques de construcción y luego se pliegan rápidamente a su forma adecuada, pasando por muchas transiciones de alta energía en el camino. El plegamiento apropiado es esencial para la función biológica de las proteínas y cuando esto no sucede correctamente, enfermedades de plegamiento de proteínas puede ser uno de los resultados, como la enfermedad de Alzheimer, de Lou Gehrig, la amiloidosis y otras.
Las propias proteínas son un componente crítico de la vida, los caballos de batalla de la biología. Son relativamente grandes, moléculas especiales que pueden hacer de todo, desde la percepción de la luz hasta cambiar la forma y la función de los músculos. Incluso, el proceso de pensamiento involucra proteínas en el extremo de una neurona que pasan un mensaje a diferentes proteínas en la siguiente neurona.
Con una poderosa herramienta llamada cristalografía de rayos X, los investigadores han logrado capturar imágenes de las proteínas en sus formas más estables, pero lo que se desconocía es exactamente cómo llegaron de una forma estable a otra. Los cambios en la forma que se necesitan para esas transiciones son fugaces e implican distorsiones en las moléculas que son extremas y difíciles de predecir.
Sin embargo, los investigadores de la OSU descubrieron que las formas estables adoptadas por unas pocas proteínas en realidad contenían algunas partes que quedaron atrapadas en el acto de cambiar de forma, conceptualmente similar a la búsqueda de mosquitos atrapados en ámbar.
'Hemos descubierto que algunas proteínas mantienen solo bloques de construcción en formas que se suponía iban a ser imposible de encontrar en una forma estable', subraya Andrew Karplus, autor correspondiente del estudio y distinguido profesor de Bioquímica y Biofísica en OSU.
'Al parecer, alrededor de un bloque de construcción de cada 6.000 queda atrapado en una forma muy poco probable que es como un solo fotograma de una película --apunta Karplus--. El conjunto de estos residuos atrapados en su conjunto, básicamente, nos han permitido hacer una película que muestra cómo se producen estos cambios en la forma de proteína especial. Y lo que esta película muestra tiene diferencias reales con lo que las simulaciones por ordenador habían predicho'.
Al igual que con la mayoría de los descubrimientos fundamentales, según los investigadores, el valor total de los resultados puede tardar años o décadas hasta dar resultados. Lo que está claro es que las proteínas son claves para algunos de los procesos más fundamentales de la vida y esta nueva información ha revelado las primeras imágenes directas de los detalles específicos de un aspecto del plegamiento de proteínas en una forma que no se había considerado posible.