Colapso en varias etapas de una ribozima bacteriana observada por la dispersión de rayos X de ángulo pequeño con...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Molecular Biología Molecular
• Biología Estructural Biología estructural.

Sus antecedentes:

• Las ribozimas requieren estructuras compactas y nativas para la función celular.
• La formación de la estructura terciaria del ARN comienza con la neutralización de la carga mediada por el catión y el colapso molecular.
• Comprender las fuerzas que impulsan el colapso específico del ARN es crítico, pero sigue siendo poco entendido.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el papel de los iones de magnesio (Mg2+) en las primeras etapas del plegamiento de la ribozima.
• Para aclarar la relación entre la concentración de Mg2+, la neutralización de la carga y los mecanismos de colapso del ARN.
• Para caracterizar el impacto del colapso dependiente de Mg2+ en la cinética de plegamiento de la ribozima y las estructuras intermedias.

Principales métodos:

• Se empleó la dispersión de rayos X de ángulo pequeño con resolución temporal (SAXS) para monitorear la dinámica de plegamiento de la ribozima.
• La ribozima del grupo I de Azoarcus fue estudiada bajo diferentes concentraciones de Mg2+ (1 mM a 5 mM).
• Se utilizó la desnaturalización parcial utilizando urea para sondear la influencia de las interacciones no nativas.

Principales resultados:

• A 5 mM de Mg2+, la ribozima de Azoarcus formó rápidamente estructuras compactas (<1 ms).
• Las concentraciones más bajas de Mg2+ (1 mM) resultaron en estructuras extendidas y plegamiento más lento.
• La concentración de Mg2+ moduló el conjunto de estados desplegados, afectando la cinética de plegado e introduciendo un cruce en el comportamiento de colapso.
• Aumento de la flexibilidad en conjuntos intermedios correlacionados con poblaciones de plegado más rápido.

Conclusiones:

• El mecanismo preferido de colapso del ARN depende del grado de neutralización de la carga dependiente de Mg2+.
• Las interacciones no nativas dentro del conjunto desplegado contribuyen a las vías de plegado heterogéneas de la ribozima.
• La formación de la estructura terciaria en etapa temprana es sensible a la concentración de cationes y la naturaleza de los estados desplegados.