(PhysOrg.com) - Los físicos de UCLA han realizado mediciones nanomecánicas de una resolución sin precedentes en moléculas de proteínas.

Las nuevas medidas, por el profesor de física de UCLA Giovanni Zocchi y el ex estudiante graduado de física de UCLA Yong Wang, son aproximadamente 100 veces más altas en resolución que las mediciones mecánicas anteriores, una hazaña de la nanotecnología que revela una molécula de proteína aislada, asombrosamente, no es ni un sólido ni un líquido.

"Las proteínas son las máquinas moleculares de la vida, las moléculas de las que estamos hechos, "Dijo Zocchi." Hemos descubierto que a veces se comportan como un sólido y otras como un líquido.

"Los sólidos tienen una forma mientras fluyen los líquidos, para materiales simples con tensiones bajas. Sin embargo, para materiales complejos, o grandes tensiones, el comportamiento puede estar en el medio. Sometido a fuerzas mecánicas, un material puede ser elástico y almacenar energía mecánica (sólido simple), viscoso y disipar la energía mecánica (fluido simple), o viscoelástica y almacenan y disipan energía mecánica (sólido complejo, fluido complejo). El comportamiento viscoelástico característico de la materia más compleja no se había visto claramente antes en proteínas aisladas porque las mediciones mecánicas tienden a destruir las proteínas ".

El nuevo método de nanotecnología de Zocchi y Wang les permitió aplicar tensiones y probar la mecánica de la proteína sin destruirla. Wang, ahora es un becario postdoctoral de física en la Universidad de Illinois en Urbana-Champaign, y Zocchi descubrió una "transición a un régimen viscoelástico en la respuesta mecánica" de la proteína.

"Debajo de la transición, la proteína responde elásticamente, como un manantial, "Dijo Zocchi." Por encima de la transición, la proteína fluye como un líquido viscoso. Sin embargo, la transición es reversible si se elimina la tensión. Los cambios conformacionales funcionales de las enzimas (cambios en la forma de la molécula) deben operar típicamente a lo largo de esta transición ".

Las mediciones se realizaron en la enzima guanilato quinasa, o GK, miembro de una clase esencial de enzimas llamadas quinasas. Específicamente, GK transfiere un grupo fosfato de ATP (el "combustible" universal de la celda) a GMP, produciendo PIB, un componente metabólico esencial, Dijo Zocchi.

El estudio sobre la caracterización de la "transición viscoelástica" se informa este mes en la revista online PLoS ONE, una publicación de la Biblioteca Pública de Ciencias. La investigación fue financiada con fondos federales por la división de investigación de materiales de la National Science Foundation y por una subvención del Programa de Investigación de Laboratorio de la Universidad de California.

Zocchi y Wang publicaron hallazgos relacionados a principios de este año en la revista Europhysics Letters, una publicación de la European Physical Society, y la revista Physical Review Letters.

En investigaciones anteriores, Zocchi y sus colegas informaron un paso significativo en el control mecánico de las reacciones químicas el año pasado, dio un paso significativo hacia un nuevo enfoque de la ingeniería de proteínas en 2006, creó un mecanismo a nanoescala para controlar externamente la función y acción de una proteína en 2005, y creó un sensor a nanoescala único en su tipo utilizando una sola molécula de menos de 20 nanómetros de largo en 2003.