Nuevos escenarios de plegamiento de proteínas pueden ocurrir en el ribosoma

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Biología Molecular Biología Molecular
• La biofísica es la biofísica.

Sus antecedentes:

• El plegamiento de las proteínas es esencial para la función celular.
• Comprender el plegamiento de proteínas dentro de la célula, particularmente en el ribosoma, sigue siendo un desafío.
• Las diferencias en los entornos de plegado (solución a granel vs. celular) pueden conducir a estructuras proteicas distintas.

Objetivo del estudio:

• Investigar y dilucidar las diferencias entre el plegamiento de proteínas en solución a granel y dentro del entorno celular del ribosoma.
• Analizar cómo la superficie del ribosoma y el túnel de salida influyen en la dinámica de plegamiento de las proteínas y la termodinámica.
• Para comparar los comportamientos de plegado de las cadenas nacientes en diferentes etapas de síntesis.

Principales métodos:

• Simulaciones utilizando la dinámica de Langevin.
• Modelación de ribosomas intactos con cinco cadenas nacentes distintas detenidas en varias etapas de síntesis.
• Análisis de trayectorias de plegado y despliegue, conjuntos de estados de transición y diversidad de vías de plegado.

Principales resultados:

• El ribosoma desestabiliza el estado nativo de la proteína aumentando la entropía del estado desplegado y disminuyendo la entropía del estado nativo.
• Las cadenas nacientes exhiben una alterada cooperatividad de plegado y adoptan formas anisotrópicas cerca del ribosoma.
• Las tasas de plegado aumentan linealmente con la longitud de la cadena naciente, mientras que las tasas de despliegue disminuyen, y los pliegues más grandes se ven más afectados.
• Las interacciones de los ribosomas impulsan los conjuntos de estado de transición hacia la compactación y las estructuras nativas.
• Las vías de plegado se vuelven menos diversas, favoreciendo la iniciación del N-terminal en el ribosoma.

Conclusiones:

• El ribosoma perturba significativamente el plegamiento de las proteínas, lo que lleva a distintos escenarios de plegamiento en comparación con la solución a granel.
• Estos hallazgos son aplicables tanto a la traducción detenida como a la continua, siempre que el plegado sea más rápido que la adición de monómeros.
• Los efectos inducidos por los ribosomas en el plegamiento de las proteínas son sustanciales e impactan en múltiples aspectos del proceso de plegamiento.