Los orígenes antiguos de la activación alostérica en una Ser-Thr quinasa

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología evolutiva
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• La regulación alostérica es crucial para numerosos procesos celulares.
• Comprender la evolución de la alostería proporciona una visión fundamental de los mecanismos biológicos.

Objetivo del estudio:

• Reconstruir y analizar experimentalmente la trayectoria evolutiva de la activación alostérica entre la aurora A quinasa y la TPX2.
• Investigar los orígenes antiguos y el posterior desarrollo de la regulación de la quinasa.

Principales métodos:

• La reconstrucción de la secuencia ancestral para resucitar las proteínas ancestrales.
• Caracterización experimental de las quinasas y activadores ancestrales resucitados.
• Análisis de las interacciones proteína-proteína y los mecanismos reguladores.

Principales resultados:

• El mecanismo de activación más antiguo, la autofosforilación del bucle de activación, es antiguo y altamente conservado (> 1 mil millones de años).
• La unión eficiente entre la Aurora A quinasa y la proteína TPX2 asociada a los microtúbulos evolucionó después de la aparición de la TPX2.
• La regulación alostérica de la quinasa mediada por TPX2 evolucionó gradualmente, con la base genética que reside dentro de la quinasa, no principalmente a través de la coevolución.

Conclusiones:

• La regulación alostérica tiene raíces antiguas, con mecanismos centrales conservados.
• La evolución de la regulación alostérica específica, como la de la aurora A quinasa por TPX2, puede codificarse dentro de la propia proteína regulada.
• Este estudio aclara una nueva vía evolutiva para la regulación alostérica, destacando la capacidad intrínseca de la quinasa para la adaptación.