{"id":188947,"date":"2015-02-18T16:02:56","date_gmt":"2015-02-18T18:02:56","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=188947"},"modified":"2015-06-30T16:08:16","modified_gmt":"2015-06-30T19:08:16","slug":"un-origami-molecular","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/un-origami-molecular\/","title":{"rendered":"Un origami molecular"},"content":{"rendered":"

\"Proteina_Abre\"L\u00c9O RAMOS<\/span>Luego de comprobar que, durante la divisi\u00f3n celular, la enzima prote\u00edna cinasa C altera a la prote\u00edna tubulina alfa, la biom\u00e9dica Deborah Schechtman, del Instituto de Qu\u00edmica de la Universidad de S\u00e3o Paulo (IQ-USP), pretend\u00eda describir c\u00f3mo sucede eso. Le faltaba hallar el punto en el cual ambas mol\u00e9culas encajan entre s\u00ed como las piezas de un rompecabezas. Aunque las prote\u00ednas se encuentran en las c\u00e9lulas en ovillos complejos, es en su composici\u00f3n lineal donde generalmente se busca el encaje con las cinasas. Es como si fuera un collar de santer\u00eda, donde cada color representar\u00eda a un amino\u00e1cido diferente. Al no encontrar se\u00f1ales de encastre, Schechtman tuvo una corazonada: telefone\u00f3 al bi\u00f3logo Paulo Oliveira, del Laboratorio Nacional de Biociencias (LNBio), y le solicit\u00f3 que verificara la estructura tridimensional. El experto en modelado molecular no tard\u00f3 en llamarla para comunicarle la noticia: lo hab\u00eda encontrado.<\/p>\n

\u201cCuando la prote\u00edna se enrolla, lo que se hallaba distante en la estructura lineal puede quedar cerca\u201d, explica Schechtman, quien califica al hallazgo, que se public\u00f3 en noviembre de 2014 en la revista Science Signaling<\/em>, como una ruptura del paradigma. El editor describe el proceso como algo semejante al origami, donde los pliegues en el papel crean la estructura que puede reconocerse. Esto constituye una modificaci\u00f3n importante para los investigadores del \u00e1rea, que utilizan programas de bioinform\u00e1tica para la comparaci\u00f3n de bancos de prote\u00ednas representadas por sus estructuras lineales \u2012el mencionado collar de cuentas de colores\u2012 para detectar puntos de correspondencia esenciales para el reconocimiento entre prote\u00ednas u otras sustancias. Este m\u00e9todo resulta eficaz para hallar una enorme diversidad de sitios de interacci\u00f3n, pero los grupos encabezados por Schechtman y Oliveira estudiaron modelos con alrededor de mil prote\u00ednas y demostraron que los encastres estructurales tambi\u00e9n son comunes. \u201cAhora necesitamos desarrollar herramientas de bioinform\u00e1tica para prever conexiones tridimensionales\u201d, concluye la investigadora.<\/p>\n

No constituye una novedad que la estructura tridimensional de las prote\u00ednas resulta esencial para su funci\u00f3n, pero esa caracter\u00edstica no se tiene generalmente en cuenta en los estudios sobre las interacciones entre cinasas y sus sustratos, donde los est\u00edmulos provenientes del exterior de la c\u00e9lula provocan alg\u00fan suceso dentro de ella. En el caso que estudi\u00f3 la investigadora de la USP, al activar alg\u00fan receptor en la membrana, el est\u00edmulo desencadena una serie de reacciones que activan a la enzima prote\u00edna cinasa C. La enzima inmediatamente se desplaza hacia la regi\u00f3n de la c\u00e9lula donde debe actuar y se topa con la tubulina alfa, a la cual le transfiere un grupo fosfato (en un proceso al que se conoce como fosforilaci\u00f3n). \u00c9se es el encuentro que depende del reconocimiento tridimensional. \u201cDemostramos que las cinasas leen Braille\u201d, bromea Schechtman, en alusi\u00f3n al reconocimiento t\u00e1ctil, y no mediante la lectura de las letras que representan a los amino\u00e1cidos en la secuencia lineal.<\/p>\n

\"054-055_Proteina_228\"<\/a>Schechtman prev\u00e9 que el impacto de este descubrimiento se ver\u00e1 en algunos a\u00f1os, dado el ritmo de las publicaciones cient\u00edficas, pero ya tuvo una muestra a la velocidad que tan s\u00f3lo permiten las redes sociales. Al d\u00eda siguiente de la publicaci\u00f3n del art\u00edculo, el portugu\u00e9s Pedro Beltr\u00e3o, investigador del Instituto Europeo de Bioinform\u00e1tica, en Inglaterra, lo divulg\u00f3 en su cuenta en Twitter, la red social m\u00e1s utilizada para ese fin (lea en <\/em>Pesquisa FAPESP, edici\u00f3n n\u00ba 221<\/em><\/a>). \u201cLa especificidad de las interacciones dominio-p\u00e9ptido ya constitu\u00eda un problema complejo. Ahora necesitamos pensar en motivos \u2018lineales\u2019 3D\u201d, escribi\u00f3, suscitando el inter\u00e9s de colegas de varios pa\u00edses en un breve debate. La conversaci\u00f3n revela que la alteraci\u00f3n no queda restricta al desaf\u00edo de pensar en tres dimensiones, sino que tambi\u00e9n ampl\u00eda el lugar de las prote\u00ednas donde se debe buscar esos puntos de encaje. \u201cSe cre\u00eda que las fosforilaciones eran m\u00e1s frecuentes en \u00e1reas escasamente estructuradas\u201d, explica Schechtman. Pero eso no fue lo que ella y sus colegas detectaron.<\/p>\n

La buena relaci\u00f3n entre cinasas y prote\u00ednas resulta crucial para la salud humana. Su actividad descontrolada podr\u00eda ser causa del desarrollo del c\u00e1ncer, de procesos inflamatorios y de afecciones cardiovasculares, entre otras enfermedades. \u201cLos moduladores de cinasas representan un 25% de los esfuerzos de la industria farmac\u00e9utica\u201d, comenta Schechtman. La investigadora considera que la comprensi\u00f3n de c\u00f3mo interact\u00faan esas enzimas con las prote\u00ednas puede contribuir al dise\u00f1o de moduladores m\u00e1s espec\u00edficos que los actuales.<\/p>\n

\u201cSi realizamos buena investigaci\u00f3n b\u00e1sica, alg\u00fan d\u00eda tendr\u00e1 aplicaci\u00f3n\u201d, sostiene la cient\u00edfica de la USP, en defensa de un amplio financiamiento de la investigaci\u00f3n no enfocada en cuestiones pr\u00e1cticas. Ella tambi\u00e9n resalta la importancia de la multidisciplinariedad de los grupos de investigaci\u00f3n y de los propios cient\u00edficos. \u201cS\u00f3lo se me ocurri\u00f3 prestar atenci\u00f3n a la estructura tridimensional porque comenc\u00e9 en la bioqu\u00edmica antes de llegar a la biolog\u00eda celular\u201d. La colaboraci\u00f3n con Paulo Oliveira surgi\u00f3 cuando ambos compart\u00edan un espacio en el Instituto del Coraz\u00f3n de la USP (InCor) y dio origen al trabajo que involucra a alumnos de ambos \u2012en este caso, sobre todo, a las doctorandas Mariana Duarte y Darlene Pena y el maestrando Felipe Ferraz\u2012, que aglutinan conocimientos en bioqu\u00edmica, biolog\u00eda celular y modelado de prote\u00ednas.<\/p>\n

La importancia de un mantenimiento preciso de la estructura tridimensional de las prote\u00ednas tambi\u00e9n qued\u00f3 demostrada recientemente por el grupo liderado por el qu\u00edmico Peter Wolynes y por el f\u00edsico brasile\u00f1o Jos\u00e9 Onuchic en la Universidad Rice, en Estados Unidos. En un art\u00edculo publicado en agosto de 2014 en la revista PNAS<\/em>, ellos detectaron se\u00f1ales en ocho familias de prote\u00ednas de que la selecci\u00f3n natural ejerce una fuerte presi\u00f3n para mantener la integridad estructural de las mol\u00e9culas duplicadas. Y observaron que cuando una mutaci\u00f3n altera un amino\u00e1cido en un sector de la prote\u00edna que interact\u00faa con otra, esta segunda tambi\u00e9n sufre una alteraci\u00f3n para preservar su estructura. Esto tambi\u00e9n sucede cuando se trata de tramos que se encuentran alejados en la estructura lineal de la prote\u00edna. Este trabajo refuerza, desde el punto de vista evolutivo, el rol de la estructura tridimensional en el funcionamiento de las prote\u00ednas.<\/p>\n

Proyectos<\/strong>
\n1.<\/strong> PKC y v\u00edas de se\u00f1alizaci\u00f3n de la autorrenovaci\u00f3n y diferenciaci\u00f3n de c\u00e9lulas madre embrionarias murinas (2010\/ 18640-8<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigadora responsable<\/strong> Deborah Schechtman (USP); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 412.740,16 (FAPESP).
\n2.<\/strong> Dise\u00f1o racional de p\u00e9ptidos inhibidores espec\u00edficos para prote\u00ednas cinasa C: un abordaje computacional y validaci\u00f3n experimental (2008\/ 52695-4<\/a>); Modalidad<\/strong> Apoyo a la Investigaci\u00f3n \u2013 Regular; Investigador responsable<\/strong> Paulo Sergio Lopes de Oliveira (LNBio); Inversi\u00f3n<\/strong> R$ 90.016,12 (FAPESP).<\/p>\n

Art\u00edculos cient\u00edficos<\/em>
\nDUARTE, M. L. et al.<\/em> Protein folding creates structure-based, noncontiguous consensus phosphorylation motifs recognized by kinases<\/a>. Science Signaling<\/strong>. v. 7, n. 350, ra105. 4 nov. 2014.
\nMORCOS, F. et al.<\/em> Coevolutionary information, protein folding landscapes, and the thermodynamics of natural selection<\/a>. PNAS<\/strong>. v. 111, n. 34, p. 12408-13. 26 ago. 2014.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"Estructuras podr\u00edan ser esenciales para su reconocimiento por enzimas","protected":false},"author":3,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_exactmetrics_skip_tracking":false,"_exactmetrics_sitenote_active":false,"_exactmetrics_sitenote_note":"","_exactmetrics_sitenote_category":0,"footnotes":""},"categories":[181],"tags":[280],"coauthors":[95],"class_list":["post-188947","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-ciencia-es","tag-bioquimica-es"],"acf":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188947","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/3"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=188947"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/188947\/revisions"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=188947"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=188947"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=188947"},{"taxonomy":"author","embeddable":true,"href":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/es\/wp-json\/wp\/v2\/coauthors?post=188947"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}