Rompiendo las barreras de resolución de cryo-EM para facilitar el descubrimiento de drogas

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• La bioquímica
• La biofísica

Sus antecedentes:

• La microscopía crioelectrónica de una sola partícula (cryo-EM) ha avanzado significativamente, permitiendo estructuras de resolución casi atómica de complejos de proteínas grandes (> 200 kDa).
• La aplicabilidad del cryo-EM para el análisis estructural de alta resolución de complejos de proteínas más pequeños (< 100 kDa) y dinámicos, particularmente los del metabolismo celular, sigue siendo una cuestión abierta.

Objetivo del estudio:

• Evaluar la utilidad de la crio-EM para la determinación estructural de alta resolución de complejos dinámicos de proteínas más pequeños.
• Investigar los cambios conformacionales en la isocitrato deshidrogenasa objetivo del cáncer tras la unión al inhibidor.
• Demostrar la capacidad del crio-EM para resolver estructuras por debajo de 100 kDa y lograr resoluciones por debajo de 2 Å.

Principales métodos:

• Para determinar las estructuras de las enzimas metabólicas clave se empleó la criomicroscopia electrónica de una sola partícula (Cryo-EM).
• Se logró una determinación de la estructura de alta resolución para la isocitrato deshidrogenasa (93 kDa), la lactato deshidrogenasa (145 kDa) y la glutamato deshidrogenasa (334 kDa).

Principales resultados:

• Se obtuvo una estructura cryo-EM de resolución de 3,8 Å de isocitrato deshidrogenasa, revelando cambios conformacionales inducidos por el inhibidor alostérico ML309.
• También se determinaron las estructuras de la lactato deshidrogenasa (2,8 Å) y la glutamato deshidrogenasa (1,8 Å).
• Estos resultados demuestran la capacidad de cryo-EM para lograr resoluciones inferiores a 2 Å y analizar proteínas menores a 100 kDa.

Conclusiones:

• Cryo-EM ahora es capaz de proporcionar información estructural de alta resolución en complejos de proteínas más pequeños y dinámicos, superando las limitaciones de resolución y tamaño anteriores.
• El estudio valida el cryo-EM como una herramienta poderosa para investigar una amplia gama de interacciones fármaco-objetivo y estados dinámicos de conformación de proteínas relevantes para el metabolismo celular y la enfermedad.