Observar una proteína mientras funciona con una cristalografía de rayos X con resolución de tiempo de 150 segundos

Área de la Ciencia:

• Biología Estructural Biología estructural.
• La biofísica es la biofísica.
• Dinámica de las proteínas Dinámica de las proteínas.

Sus antecedentes:

• La mioglobina (Mb) es crucial para el transporte de oxígeno.
• Comprender la dinámica de unión y liberación de ligandos de Mb es clave para la función de las proteínas.
• Los estudios anteriores carecían de datos de alta resolución y resolución temporal sobre estas dinámicas.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la evolución estructural a escala de picosegundos del mutante de la mioglobina L29F.
• Para aclarar el mecanismo de la liberación de monóxido de carbono (CO) de L29F MbCO.
• Para correlacionar los cambios conformacionales de las proteínas con la dinámica de los ligandos.

Principales métodos:

• Difracción de rayos X con resolución en picosegundos a una resolución de 1,8 angstroms.
• Espectroscopia de infrarrojo medio con resolución de tiempo del L29F MbCO.CO. fotografiado por flash.
• Análisis de mapas de densidad de electrones para visualizar estados transitorios.

Principales resultados:

• Evolución estructural observada cuadro por cuadro del mutante L29F Mb.
• Se identificó un intermediario de CO transitorio con una vida útil de 140 segundos, 1000 veces más corto que el tipo silvestre.
• Reveló cambios conformacionales dramáticos y movimiento de la cadena lateral correlacionado durante la liberación de CO.

Conclusiones:

• La mutación L29F acelera significativamente la disociación de CO de la mioglobina.
• Los cambios conformacionales de las proteínas superan con creces los que se producen entre los estados desoxígeno y carboxígeno.
• La dinámica de la cadena lateral juega un papel crítico en la rápida expulsión del ligando de la mioglobina.