miércoles, 24 de enero de 2024

¿Cómo se pliega la proteína? ¿Cuál es la fuerza que determina el plegamiento?

Hay un experimento muy interesante que dice:

Muchas proteínas desnaturalizadas se pueden renaturalizar.

En 1957, los elegantes experimentos de Christian Anfinsen sobre la ribonucleasa A (RNasa A) demostraron que las proteínas pueden desnaturalizarse de forma reversible. 

La ARNasa A, una proteína de cadena simple de 124 residuos, se despliega completamente y sus cuatro enlaces disulfuro se escinden de forma reductiva en una solución de urea de 8 M que contiene 2-mercaptoetanol. Dializar la urea y el reductor y exponer la solución resultante a O2 a pH 8 (que oxida los grupos SH para formar disulfuros) produce una proteína que es prácticamente 100% enzimáticamente activa y físicamente indistinguible de la RNasa A nativa.

Por lo tanto, la proteína debe renaturalizarse espontáneamente.

La renaturalización de la RNasa A exige que sus cuatro enlaces disulfuro se vuelvan a formar.

La probabilidad de que uno de los ocho residuos de Cys forme aleatoriamente un enlace disulfuro con su compañero propio entre los otros siete residuos de Cys es de 1/7; el de uno de los seis residuos de Cys restantes que se forman al azar, su enlace disulfuro propio es 1/5; y así sucesivamente. Por lo tanto, la probabilidad general de que la ARNasa A vuelva a formar sus cuatro enlaces disulfuro nativos al azar es:

1/7 x 1/5 x 1/3 x 1/1 = 1/105

Fuente: Fundamentals of biochemistry, 5/e.

💬Lo que hizo Anfinsen fue básicamente preguntarse si en el plegamiento mandan los puentes disulfuro o las interacciones hidrofóbicas. Entonces, sometió a la proteína nativa a la desnaturalización con 8M urea y mercaptoetanol (que rompió los puentes disulfuros y los convirtió a grupos SH), hizo una diálisis para quitar dichos agentes y lo expuso a O2 que oxidó los grupos SH y formó de nuevo los puentes disulfuro en su orden correcto, o sea, renaturalización.

Pero, si solo se saca uno de los agentes desnaturalizantes, como la urea, la proteína va a quedar mal plegada, con una estructura desorganizada y, por lo tanto, inactiva. La solución para este caso sería agregar mercaptoetanol a la proteína mal plegada para volver a reducir los puentes disulfuros, luego someterlo a otra diálisis para sacar dicho agente y oxidarlo para que los puentes se formen en la posición correcta.

En conclusión, las interacciones hidrofóbicas que llegan al plegamiento hacen que luego la posición de la Cisteína sea la apropiada para formar los puentes disulfuro en la posición correcta.

3 comentarios:

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    1. Error ortográfico, el comentario ya corregido sería: ¡Que interesante! excelente publicación, me pregunto cuanto tiempo le toma a la proteína recuperar su estructura original, intuyo sería un tiempo breve para que sea compatible con los tiempos biológicos, ¿es así?

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    2. Así mismo, el plegamiento dura pocos segundos sin importar el tamaño de la proteína.

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