Las chaperonas son proteínas especializadas en la célula que ayudan a otras proteínas a alcanzar sus formas funcionales tridimensionales. que corresponden a los estados preferidos en el equilibrio termodinámico. Pero un nuevo estudio de EPFL, Los científicos de UNIL e INSERM (Francia) muestran que las chaperonas también pueden mantener las proteínas en estados de no equilibrio, potencialmente alterando su destino. El trabajo está publicado en Biología química de la naturaleza .
Después de la traducción, las proteínas deben plegarse a su forma funcional 3D y mantenerla mientras están bajo el ataque de diversas perturbaciones:estrés externo, como cambios de temperatura, interacciones incorrectas con otras proteínas en la célula, e incluso mutaciones deletéreas. Para garantizar que las proteínas sigan siendo funcionales, la célula usa una clase particular de proteínas, los acompañantes. Estos están presentes en todos los organismos y se encuentran entre las proteínas más abundantes en las células. enfatizando cuán cruciales son para sustentar la vida.
La opinión actual es que la forma funcional en 3D de una proteína también es su estado más estable termodinámicamente, y que las chaperonas ayudan a las proteínas a alcanzar este estado evitando que se agreguen y permitiéndoles escapar de las llamadas "trampas cinéticas", puntos donde la proteína puede quedar "atascada" en un estado no funcional. Y para hacer todo esto los acompañantes necesitan energía, que en la célula viene en forma de trifosfato de adenosina, o ATP.
Los laboratorios de Paolo De Los Rios en EPFL y Pierre Goloubinoff en UNIL, en colaboración con Alessandro Barducci (INSERM - Montpellier) han demostrado que los chaperones utilizan la energía del ATP para mantener activamente las proteínas en las que están trabajando en una versión no equilibrada pero transitoriamente estable de la forma funcional, incluso en condiciones en las que la forma funcional no debería ser termodinámicamente estable.
"Lo que encontramos es que las chaperonas pueden reparar y revertir activamente las proteínas sobre las que actúan en un estado estable de desequilibrio, "dice De Los Ríos." En este estado, las proteínas están en su estado nativo incluso si, desde una perspectiva de termodinámica de equilibrio, no deberian."
Los investigadores combinaron enfoques teóricos y experimentales para demostrar que las chaperonas son motores moleculares, capaz de realizar trabajo y ampliar el rango de estabilidad de las proteínas. Los resultados pueden desafiar parte de la opinión predominante de que la evolución ha diseñado secuencias de aminoácidos para que el estado funcional de la proteína a la que pertenecen sea termodinámicamente óptimo.
"En presencia de acompañantes, incluso las proteínas termodinámicamente subóptimas podrían alcanzar su forma funcional, facilitar la evolución en su exploración interminable de posibilidades químicas, "dice De Los Ríos.
