Las células necesitan energía para funcionar. Investigadores de la Universidad de Gotemburgo ahora pueden explicar cómo la energía es guiada en la célula mediante pequeños movimientos atómicos hasta llegar a su destino en la proteína. Imitar estos cambios estructurales de las proteínas podría conducir a células solares más eficientes en el futuro.

Los rayos del sol son la base de toda la energía que crea la vida en la Tierra. La fotosíntesis en las plantas es un buen ejemplo, donde se necesita energía solar para que la planta crezca. Proteínas especiales absorben los rayos del sol y la energía se transporta en forma de electrones dentro de la proteína, en un proceso llamado transferencia de carga. En un nuevo estudio, los investigadores muestran cómo las proteínas se deforman para crear rutas de transporte eficientes para las cargas.

"Estudiamos una proteína, la fotoliasa, en la mosca de la fruta, cuya función es reparar el ADN dañado. La reparación del ADN se realiza mediante energía solar, que se transporta en forma de electrones a lo largo de una cadena de cuatro triptófanos (aminoácidos). Un descubrimiento interesante es que la estructura de la proteína circundante fue remodelada de una manera muy específica para guiar los electrones a lo largo de la cadena", explica Sebastian Westenhoff, profesor de Química Biofísica.

Los investigadores observaron cómo los cambios en la estructura seguían tiempos precisos en línea con la transferencia de la carga:conocimiento importante que podría usarse para diseñar mejores paneles solares, baterías u otras aplicaciones que requieran transporte de energía.

"La evolución es el desarrollo material de la naturaleza y siempre es lo mejor. Lo que hemos hecho es investigación básica. Cuanto más comprendamos lo que sucede cuando las proteínas absorben la luz solar, mejor podremos imitar esta conversión de la energía solar en electricidad", afirma Sebastian Westenhoff .

El estudio, publicado en Nature Chemistry , supone un claro paso adelante en la investigación sobre la transferencia de carga en proteínas. El estudio del proceso en la mosca de la fruta, utilizando la técnica de cristalografía de femtosegundos en serie (SFX), puede brindar a los investigadores una idea de la interacción dinámica de la proteína a medida que se mueven los electrones.

"Esto abrirá nuevos capítulos en nuestra comprensión de los misterios de la vida a nivel molecular", concluye Sebastian Westenhoff.

Más información: Andrea Cellini et al, Los cambios conformacionales ultrarrápidos dirigidos acompañan a la transferencia de electrones en una fotoliasa resuelta mediante cristalografía en serie, Nature Chemistry (2024). DOI:10.1038/s41557-023-01413-9

Proporcionado por la Universidad de Gotemburgo