Investigadores de la Universidad de New Hampshire han informado sobre el primer modelo estructural para una enzima clave, y su proteína activadora, que puede desempeñar un papel en algunas enfermedades oculares heredadas genéticamente, como la retinitis pigmentosa y la ceguera nocturna.

"Ha habido una investigación sustancial sobre la vía bioquímica que involucra a esta enzima, conocido como PDE6, pero definir modelos a nivel atómico es importante para localizar mutaciones de PDE6 con el fin de comprender por qué causan enfermedades y cómo podemos desarrollar nuevas intervenciones terapéuticas para controlar las enfermedades de la retina, "dijo Rick Cote, director del Centro de Investigación Biomédica y Bioingeniería Integrada e investigador principal del estudio.

La visión comienza en las células fotorreceptoras de la retina que contienen bastones, responsable de la visión con poca luz, y conos, que son activos en luz más brillante y capaces de visión de colores. Cuando la luz es absorbida por los conos y las varillas, desencadena una vía que activa la enzima fosfodiesterasa 6, o PDE6. Esto genera un impulso nervioso al cerebro que, en última instancia, da como resultado la percepción visual. Algunas enfermedades oculares heredadas genéticamente son causadas por mutaciones en PDE6, o su proteína activadora, transducina, que puede provocar trastornos de la visión normal o incluso ceguera total.

En el estudio, publicado recientemente en el Revista de química biológica , Los investigadores informaron cómo pudieron utilizar la reticulación química combinada con el análisis espectrométrico de masas para resolver la estructura de PDE6 en sus estados no activados y activados por transducina. Este enfoque permitió la visualización de regiones flexibles de subunidades inhibidoras y catalíticas de PDE6 individuales que se resolvieron mal en trabajos anteriores, así como la arquitectura molecular general del complejo de proteína activada.

"Determinar la estructura de estas proteínas de señalización visual siempre ha sido un desafío debido a su complejidad, "dijo Michael Irwin, estudiante de doctorado en bioquímica y autor principal. "Tener información estructural detallada sobre cómo la transducina activa la PDE6 nos ayudará a comprender las causas moleculares de los trastornos visuales y las enfermedades cegadoras que resultan de mutaciones en estas proteínas".

El tratamiento médico actual para tales enfermedades de la retina heredadas genéticamente puede incluir terapia génica o medicamentos destinados a inhibir el proceso de la enfermedad. Sin embargo, no siempre logran restablecer el equilibrio de PDE6 y prevenir la ceguera. Los científicos creen que conocer las estructuras moleculares de estas proteínas de señalización visual y cómo interactúan entre sí puede ofrecer pistas para el desarrollo de nuevos fármacos para restaurar la visión y prevenir la ceguera.

La investigación fue financiada por el National Eye Institute, el Instituto Nacional de Ciencias Médicas Generales, el Instituto Nacional de Salud Infantil y Desarrollo Humano, la Fundación Nacional de Ciencias, y la Oficina de Investigación de la UNH.