La cuestión de cómo la composición química de una proteína, la secuencia de aminoácidos, determina su estructura 3D ha sido uno de los mayores desafíos de la biofísica durante más de medio siglo. Este conocimiento sobre el llamado "plegamiento" de proteínas es muy demandado, ya que contribuye significativamente a la comprensión de diversas enfermedades y su tratamiento, entre otras cosas. Por estos motivos, el equipo de investigación DeepMind de Google ha desarrollado AlphaFold, una inteligencia artificial que predice estructuras 3D.

Un equipo formado por investigadores de la Universidad Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) y la Universidad de California, Los Ángeles, ha examinado ahora más de cerca estas estructuras y las ha examinado con respecto a los nudos. Conocemos los nudos principalmente por los cordones de los zapatos y los cables, pero también ocurren a nanoescala en nuestras células. Las proteínas anudadas no solo se pueden usar para evaluar la calidad de las predicciones de estructura, sino que también plantean preguntas importantes sobre los mecanismos de plegamiento y la evolución de las proteínas.

Los nudos más complejos como prueba de AlphaFold

"Investigamos numéricamente todas, es decir, unas 100 000, las predicciones de AlphaFold para nuevos nudos de proteínas", dijo Maarten A. Brems, Ph.D. estudiante en el grupo del Dr. Peter Virnau en la Universidad de Mainz. El objetivo era identificar estructuras raras y de alta calidad que contenían nudos de proteínas complejos y previamente desconocidos para proporcionar una base para la verificación experimental de las predicciones de AlphaFold. El estudio no solo descubrió la proteína anudada más compleja hasta la fecha, sino también los primeros nudos compuestos en proteínas. Este último puede considerarse como dos nudos separados en la misma cuerda.

"Estos nuevos descubrimientos también brindan información sobre los mecanismos evolutivos detrás de proteínas tan raras", agregó Robert Runkel, un físico teórico que también participa en el proyecto. Los resultados de este estudio se publicaron recientemente en Protein Science .

El Dr. Peter Virnau está satisfecho con los resultados:"Ya hemos establecido una colaboración con nuestro colega, el Dr. Todd Yeates de UCLA, para confirmar estas estructuras experimentalmente. Esta línea de investigación dará forma a la visión de la comunidad biofísica sobre la inteligencia artificial, y somos afortunados tener un experto como Todd Yeates involucrado". + Explora más

Los físicos usan algoritmos matemáticos para examinar las estructuras tridimensionales experimentales de los cromosomas