Un nuevo método utiliza la fluorescencia para detectar formas de proteínas potencialmente causantes de enfermedades a medida que se desenredan debido al estrés o mutaciones. Un equipo de investigadores de Penn State y la Universidad de Washington rediseñó un compuesto fluorescente y desarrolló un método para iluminar simultáneamente dos proteínas diferentes a medida que se pliegan mal y se agregan dentro de una célula viva. destacando formas que probablemente desempeñan un papel en varias enfermedades neurodegenerativas, como el Alzheimer y el Parkinson. Dos artículos recientes que describen el método aparecen en línea en ChemBioChem y el Revista de la Sociedad Química Estadounidense .

"Para funcionar correctamente, las proteínas se pliegan en estructuras muy precisas, pero el estrés ambiental o las mutaciones patógenas pueden causar que las proteínas se plieguen incorrectamente y se agreguen, "dijo Xin Zhang, profesor asistente de química y bioquímica y biología molecular en Penn State y líder del equipo de investigación. "La agregación de proteínas es un proceso de varios pasos, y se cree que la forma intermedia, que las técnicas de imagen anteriores no pudieron detectar, es responsable de una serie de enfermedades, incluyendo la enfermedad de Alzheimer, Parkinson Diabetes tipo 2, y fibrosis quística. Desarrollamos el método Aggregation Tag, AggTag, para ver estos intermedios previamente indetectables, oligómeros solubles, así como los agregados finales en células vivas ".

Las técnicas anteriores para identificar la agregación de proteínas utilizaban compuestos fluorescentes que siempre estaban encendidos, lo que hizo imposible distinguir proteínas correctamente plegadas de la forma intermedia porque ambas desencadenan fluorescencia difusa de bajo nivel. El método AggTag utiliza "fluorescencia de encendido, "por lo que el compuesto solo se enciende cuando comienza a producirse un plegado incorrecto.

"Cuando el compuesto fluorescente tiene mucho espacio para moverse, gira libremente y permanece apagado, como en presencia de una proteína correctamente plegada, "dijo Yu Liu, profesor asistente de investigación de química en Penn State y el desarrollador clave del método AggTag. "Pero cuando la proteína comienza a doblarse mal y agregarse, el movimiento del recinto se vuelve restringido y comienza a iluminarse. La fluorescencia difusa indica que están presentes oligómeros intermedios, mientras que pequeños puntos de fluorescencia más brillante indican que los agregados insolubles más densos están presentes ".

Para permitir esta distinción entre formas, el equipo de investigación rediseñó el núcleo causante del color de la proteína verde fluorescente (GFP), que se usa comúnmente en estudios de imágenes porque emite fluorescencia cuando se expone a ciertas longitudes de onda de luz. El compuesto rediseñado se une a una etiqueta, que a su vez se fusiona con una proteína destinada a la obtención de imágenes.

El equipo de investigación utilizó dos tipos diferentes de etiquetas disponibles comercialmente, Etiqueta de halo y etiqueta SNAP, que cuando se usa con AggTag puede inducir fluorescencia roja o verde, respectivamente. Debido a que las etiquetas Halo y las etiquetas SNAP no interactúan entre sí, se pueden utilizar para obtener imágenes simultáneamente de dos proteínas diferentes con los dos colores. El equipo también diseñó las etiquetas para que los colores verde y rojo se puedan invertir, dando a los investigadores opciones para la obtención de imágenes en el futuro.

"Planeamos continuar desarrollando este método para que podamos señalar la transición de oligómeros en agregados insolubles mediante un cambio de color, ", dijo Zhang." Este método proporciona una nueva caja de herramientas para estudiar la agregación de proteínas, que actualmente es un tema muy estudiado entre los científicos. Con suerte, esto nos permitirá comprender mejor todo el proceso de agregación de proteínas y el papel de cada una de estas formas en la progresión de enfermedades neurodegenerativas y de otro tipo ".