De Novo La aparición evolutiva de una proteína simétrica está formada por restricciones de plegado

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología evolutiva
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• La aparición de novo de pliegues de proteínas estructuralmente distintos sigue siendo poco conocida.
• Los estudios de evolución molecular se centran principalmente en la divergencia funcional, no en el origen de nuevas estructuras proteicas.

Objetivo del estudio:

• Investigar las trayectorias evolutivas y las presiones de selección detrás de la aparición de los pliegues de proteínas beta-hélice.
• Para entender cómo los pequeños motivos repetidos se ensamblan y evolucionan en estructuras complejas y funcionales de proteínas.

Principales métodos:

• Identificación de motivos cortos en forma de hélice en los datos genómicos.
• Reconstrucción filogenética de motivos de proteínas ancestrales.
• Análisis de las fuerzas evolutivas y las restricciones de pliegue durante la emergencia de pliegues.

Principales resultados:

• Se encontró que los motivos cortos (<50 aminoácidos) se expanden a través de duplicaciones en tándem para formar hélices beta existentes.
• Se reconstruyeron motivos ancestrales de 47 residuos, que muestran el ensamblaje en hélices de lectina de cinco palas.
• Una trayectoria funcional demostró duplicaciones en tándem que conducen a lectinas monoméricas, con la plegabilidad como un factor clave para mejorar la función.

Conclusiones:

• La plegabilidad fue el factor principal que mejoró la funcionalidad de la proteína a lo largo de la trayectoria evolutiva de las hélices beta.
• Las primeras etapas evolutivas fueron limitadas por conflictos entre el plegamiento de monómeros y el ensamblaje de oligómeros.
• Las etapas posteriores, la duplicación post-tandem, involucraron compensaciones entre la estabilidad del monómero y la plegabilidad.