Cryo-EM con resolución de temperatura descubre las bases estructurales de las funciones enzimáticas dependientes de...

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• La bioquímica
• Microscopía criolectrónica

Sus antecedentes:

• La estructura y la función de las proteínas dependen de la temperatura.
• Los métodos tradicionales a menudo resuelven las estructuras de proteínas a bajas temperaturas, limitando las ideas funcionales.
• Se necesita criogenia EM a alta temperatura para capturar los estados funcionales de las proteínas.

Objetivo del estudio:

• Para demostrar la viabilidad de resolver las estructuras cryo-EM de las proteínas vitrificadas a altas temperaturas.
• Investigar la dependencia de la temperatura de la estructura y la actividad de una reductoisomerasa cetolácida (KARI) arqueal.
• Para diseccionar el mecanismo de ajuste inducido y capturar los cambios conformacionales inducidos por la temperatura.

Principales métodos:

• Vitrificación de las proteínas a temperaturas comprendidas entre 4 y 70 °C.
• Resolución de múltiples estructuras criogénicas de KARI y sus complejos.
• Correlación de los datos estructurales con las mediciones de la actividad enzimática.

Principales resultados:

• Se resolvieron con éxito 12 estructuras cryo-EM de KARI vitrificadas a altas temperaturas.
• Las estructuras KARI, incluidos los complejos Mg2+ y ternários, mostraron dependencia de la temperatura relacionada con la actividad enzimática.
• Se analizaron los efectos inducidos por los ligandos y los inducidos por la temperatura en el mecanismo de ajuste inducido.
• Se capturaron los intermedios de los cambios conformacionales resueltos por la temperatura.

Conclusiones:

• Resolver las estructuras cryo-EM a temperaturas funcionales es preferible para comprender el comportamiento de las proteínas.
• El cryo-EM a alta temperatura amplía el estudio de las relaciones estructura-función de las proteínas.
• Este enfoque mejora el análisis mecánico de las funciones enzimáticas.