La cooperatividad de plegamiento de una proteína está controlada por su topología de cadena

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las proteínas cuentan con arquitecturas modulares con distintos dominios cruciales para la función.
• La comunicación entre los dominios de las proteínas es vital para la catálisis, la regulación y el plegamiento adecuado.
• La comunicación de dominio interrumpida está vinculada a patologías de plegamiento incorrecto de proteínas.

Objetivo del estudio:

• Investigar cómo la topología de proteínas afecta la comunicación y la cooperatividad de plegado entre dominios.
• Comprender las contribuciones energéticas de las diferentes regiones estructurales durante el despliegue mecánico.
• Explorar la relación entre la organización topológica y los paisajes de plegamiento de proteínas.

Principales métodos:

• Utilizó pinzas ópticas de una sola molécula para desplegar selectivamente regiones de la lisozima T4.
• Aplicó el teorema de la fluctuación de Crooks para determinar los cambios de energía libre durante el despliegue mecánico.
• Se analizaron variantes topológicas (permutantes circulares) para evaluar el impacto de la organización de la secuencia.

Principales resultados:

• La organización topológica de las proteínas influye críticamente en la cooperatividad de plegado entre dominios.
• El orden de los elementos estructurales a lo largo de la cadena polipeptídica afecta la comunicación entre dominios.
• Los experimentos de despliegue mecánico revelaron distintos paisajes plegables / desplegables basados en la topología.

Conclusiones:

• La topología de las proteínas juega un papel clave en el gobierno de la comunicación de dominio y la cooperatividad de plegado.
• Topologías de proteínas específicas pueden ser seleccionadas evolutivamente para mejorar el acoplamiento de dominios.
• La topología optimizada puede ayudar a las proteínas a evitar el atrapamiento cinético y reducir el riesgo de plegamiento incorrecto.