Los científicos han explicado cómo una enzima cortadora de proteínas puede unir los extremos de las proteínas, creando círculos de proteínas; un hallazgo con aplicaciones inmediatas en la producción de tratamientos farmacológicos terapéuticos que se publica en un estudio en la revista de acceso abierto eLife .

La enzima común en el centro del estudio proviene del girasol común y tiene una doble vida:capaz de cortar proteínas, pero también únalas. Previamente, no se entendió el proceso desde el corte hasta la unión.

Investigadores de la Universidad de Australia Occidental y la Universidad de Minnesota han proporcionado por fin una explicación estructural de cómo los girasoles producen anillos de proteínas súper estables y, por inferencia, cómo las otras muchas plantas con proteínas circulares también lo hacen.

El equipo y otros en todo el mundo habían demostrado previamente que la enzima podía cortar proteínas, y también que algunos podrían unirlos a veces.

Al hacer un cristal de proteína de la enzima, el equipo dirigido por la UWA pudo observar la forma de la proteína en tres dimensiones y también vio un poco de proteína atrapada en las 'mandíbulas' de la enzima, lo que se llama un intermedio tetraédrico. Esta informacion, combinado con experimentos que introducen mutaciones en la proteína, explicó cómo la enzima toma una cadena de proteínas y crea un anillo de proteínas con ella.

El trabajo es de interés para químicos y biotecnólogos, especialmente debido al interés actual en el proceso de circularización para su uso en la generación de una gran cantidad de andamios proteicos circulares que podrían usarse como tratamientos farmacológicos terapéuticos.

El estudio muestra la estructura cristalina de una forma activa de la enzima conocida como AEP (asparaginil endo-peptidasa) de las semillas de girasol. Los autores abordaron directamente la cuestión de cómo los AEP producían realmente proteínas circulares.

El autor principal, el Dr. Joel Haywood, un investigador asociado de la Facultad de Ciencias Moleculares de la UWA dijo que las enzimas AEP se encontraron en todas las plantas y que su trabajo más conocido era defender las plantas de los patógenos y madurar las proteínas de almacenamiento de semillas. pero se pensaba que algunos se habían especializado para producir proteínas circulares que eran súper estables y rígidas.

"La mayoría de los científicos piensan que estos anillos de proteínas protegen a las plantas de las plagas, "Dijo el Dr. Haywood.

"Tuvimos la suerte de notar un intermedio tetraédrico en la estructura. Son muy raros, pero extremadamente útil, ya que es como atrapar la enzima en el acto de cortar y unir ".

El jefe de laboratorio de la UWA, el Dr. Joshua Mylne, dijo que lo que sorprendió a los investigadores fue que aparentemente cualquier AEP podía circularizar las proteínas siempre que la enzima se "activara" correctamente y se le dieran las proteínas y las condiciones adecuadas para circularizar.

"Demostramos esto usando un par de AEP de plantas que carecen por completo de proteínas circulares, "Dijo el Dr. Mylne.

"Ahora hemos descubierto cómo cristalizar estas enzimas y cómo funcionan, estamos buscando cómo usar bacterias para crear enzimas altamente eficientes de manera económica ".

El Dr. Mylne dirigió el equipo de científicos australianos y estadounidenses que revelaron el proceso enzimático a través del estudio apoyado por el Australian Research Council "Base estructural de la macrociclización de péptidos ribosomales en plantas".