Nuevo método evalúa de forma experta la estabilidad del plegamiento de proteínas a gran escala

Es posible que estés familiarizado con el arte del origami, en el que el papel se dobla intrincadamente para crear formas. Pero, ¿sabías que las proteínas en el cuerpo humano también pasan por un intrincado proceso de plegamiento que es esencial para su estructura y función? Recientemente, investigadores de EE. UU. y Japón han arrojado nueva luz sobre la estabilidad del plegamiento de proteínas, o la propensión de una proteína a mantener su forma plegada, un factor en el centro de enfermedades como el cáncer, la enfermedad de Alzheimer y la fibrosis quística. En un nuevo estudio publicado en Nature, un equipo de investigación de la Universidad de Northwestern, que recientemente se unió al Instituto de Ciencias Industriales de la Universidad de Tokio, desarrolló un nuevo enfoque de alto rendimiento conocido como proteolisis de visualización de ADNc para evaluar la estabilidad de plegamiento de casi un millón de proteínas en un solo experimento. Una proteína se genera inicialmente como una sola cadena de aminoácidos que luego se pliega en una forma tridimensional. Si no se pliega correctamente o no se mantiene esta estructura tridimensional, se puede alterar la función de las proteínas y provocar enfermedades. Por lo tanto, la comprensión de cómo se mantiene la estabilidad del plegamiento de proteínas arrojará nueva luz sobre las enfermedades que involucran proteínas mal plegadas. Sin embargo, previamente ha sido difícil evaluar la estabilidad del plegamiento de proteínas de manera eficiente y a gran escala. Por lo tanto, el equipo de investigación buscó desarrollar una plataforma para evaluar la estabilidad del plegamiento de proteínas de una manera reproducible y de alto rendimiento. "Comenzamos con una técnica en la que las proteínas se unen a su propio ADN", dice el autor principal del estudio, Kotaro Tsuboyama. "Usando bibliotecas de ADN, generamos una gran cantidad de estos complejos proteína-ADN y los tratamos con enzimas que destruyen las proteínas desplegadas. Las proteínas intactas, que pudieron mantener sus estructuras plegadas durante el tratamiento con enzimas, luego se identificaron mediante secuenciación de ADN". Este método permitió al equipo de investigación evaluar la estabilidad de hasta 900 000 secuencias de proteínas en un solo tubo de ensayo. Para examinar cómo los elementos individuales dentro de una secuencia de proteínas afectan la estabilidad del plegamiento, los investigadores utilizaron este método para analizar una serie de dominios de proteínas naturales y diseñados. "Pudimos identificar una serie de factores que contribuyen a la estabilidad de la proteína", dice el autor principal Gabriel J. Rocklin de la Universidad Northwestern. "También utilizamos nuestro enfoque para analizar los efectos de mutaciones específicas en las secuencias de proteínas y para identificar los determinantes de la estabilidad en las proteínas diseñadas, proporcionando información que puede ayudar a avanzar en los métodos de diseño de proteínas en el futuro". Si bien los métodos anteriores para evaluar la estabilidad de las proteínas se han limitado a evaluar secuencias de una sola proteína, el método de proteólisis de visualización de ADNc permite la evaluación de muchas proteínas en un solo experimento, proporcionando una cantidad de información sin precedentes sobre la estabilidad de las proteínas. Este enfoque puede avanzar en el desarrollo de nuevos modelos predictivos del plegamiento de proteínas, lo que puede mejorar nuestra comprensión de las enfermedades que involucran el plegamiento incorrecto de proteínas.

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