Una célula feliz es una célula equilibrada, pero por cada proteína tremendamente retorcida que crea, debe despedazar a los viejos. Eso significa desenredar una masa retorcida parecida a un pretzel para reciclar. Cdc48 juega un papel fundamental en la eliminación de las proteínas gastadas.

"Cdc48 es la navaja suiza de la célula y puede interactuar con muchos sustratos diferentes, "dijo Peter Shen, Doctor., profesor asistente de Bioquímica en la Universidad de Utah Health y autor principal del artículo. "Hasta ahora no sabíamos exactamente cómo funciona".

Shen dirigió un equipo multiinstitucional de investigadores para identificar estructuras clave de Cdc48 para visualizar sus ondulaciones a medida que despliega proteínas. Los resultados están disponibles en línea en la edición del 27 de junio de Ciencias .

"Nos propusimos hacer esto porque nos importa cómo funcionan las máquinas moleculares, ", dijo Shen." Decidimos perfeccionarnos en Cdc48 debido a su relevancia clínica ".

Durante años, Los investigadores han sabido que una mutación de un solo punto en Cdc48 puede provocar enfermedades graves, incluida la esclerosis lateral amiotrófica (ELA) y la enfermedad de Charcot-Marie-Tooth tipo 2Y.

"Human Cdc48 está vinculado a múltiples enfermedades y es el objetivo de los esfuerzos para desarrollar terapias para el tratamiento de cánceres, "dijo Christopher Hill, DPhil., profesor distinguido de Bioquímica en la U of U Health y coautor correspondiente del estudio. "La estructura que hemos determinado se puede utilizar para avanzar en los esfuerzos por desarrollar inhibidores y terapias más eficaces".

En el estudio, El equipo de investigación purificó Cdc48 directamente a partir de células de levadura (Saccharomyces cerevisiae) y tomó instantáneas de las partículas purificadas en diferentes configuraciones después de su congelación instantánea mediante microscopía electrónica criogénica (cryo-EM).

"Las células ya están haciendo el trabajo duro por nosotros al crear estos complejos, ", Dijo Shen." Debido a que este método es tan rápido, hemos capturado Cdc48 en el acto de desplegar un sustrato proteico ".

Usando este enfoque, el equipo de investigación demostró cómo Cdc48 despliega la proteína al pasarla a través de un poro central del complejo, utilizando un movimiento similar a un transportador de mano sobre mano. La maraña reciclada que estaban imaginando era un misterio hasta que los colaboradores de la Universidad Brigham Young aplicaron proteómica de espectrometría de masas al mismo complejo recolectado para desenmascarar el complejo anónimo de proteína fosfatasa 1 inactiva proteica.

Shen cree que estos resultados son aplicables a células humanas, porque Cdc48 está altamente conservado.

"Creemos que la estructura que resolvimos aquí se verá muy similar a lo que nuestros cuerpos están expresando en este momento, " él dijo.

El equipo de investigación no pudo visualizar todo el complejo porque Cdc48 interactúa con múltiples socios vinculantes casi simultáneamente. Esta eficiente multitarea difumina la reconstrucción; sin embargo, Shen quiere continuar explorando cómo Cdc48 logra unirse con tantos socios aproximadamente al mismo tiempo.

"La mejor parte es que este [trabajo] demuestra que podemos extraer una proteína directamente de las células huésped y obtener imágenes de ellas en su estado nativo". ", Dijo Shen." Creo que este es el futuro del campo crio-EM ".