Navegando por el régimen de plegamiento de proteínas cuesta abajo a través de homólogos estructurales

Área de la Ciencia:

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

Sus antecedentes:

• Las proteínas que se pliegan sobre barreras de baja energía libre (< o = 3RT) se clasifican como carpetas cuesta abajo.
• El plegado cuesta abajo se caracteriza por un amplio despliegue de equilibrio, con una complejidad que aumenta a medida que disminuye la barrera de plegado.
• Se espera un plegamiento ultrarrápido (microsegundos), pero las relaciones tasa-equilibrio están influenciadas por el tamaño y la topología de la proteína.

Objetivo del estudio:

• Para comparar directamente la cinética y el desarrollo de equilibrio de dos homólogos estructurales, BBL y PDD.
• Investigar la relación entre las firmas de velocidad y equilibrio en las proteínas de plegamiento cuesta abajo, teniendo en cuenta los efectos estructurales y de tamaño.
• Para validar que el análisis de equilibrio de las proteínas de plegamiento ultrarrápido proporciona información directa sobre las barreras de energía libre.

Principales métodos:

• Análisis comparativo de la cinética y el desarrollo del equilibrio de BBL y PDD.
• Comparación directa de las tasas de plegado / despliegue y las firmas de despliegue de equilibrio.
• Análisis de los efectos estructurales y de escala de tamaño en la relación tasa-equilibrio.

Principales resultados:

• BBL se pliega / despliega en ~ 1 microsegundo a 335 K, exhibiendo fuertes firmas de equilibrio de plegado cuesta abajo.
• PDD, un homólogo estructural de tamaño similar, se pliega / despliega ~ 8 veces más lento y muestra firmas de equilibrio descendente atenuadas.
• Las firmas de equilibrio del plegado cuesta abajo son directamente proporcionales a los cambios en la velocidad de plegado cuando se normalizan los factores estructurales y de tamaño.

Conclusiones:

• Las firmas de equilibrio del plegado cuesta abajo están vinculadas cuantitativamente a las tasas de plegado, incluso para procesos ultrarrápidos.
• Este hallazgo desafía la visión convencional del plegamiento de proteínas como un proceso únicamente altamente activado.
• Los estudios de cinética de equilibrio de proteínas homólogas son valiosos para comprender las barreras de plegado y sus determinantes secuenciales, funcionales y evolutivos.