Atravesando el espectro de color rojo-verde-azul en cupredoxinas diseñadas racionalmente

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Ingeniería de proteínas
• Química bioorgánica

Sus antecedentes:

• Las proteínas de cobre azul presentan una geometría única de Cu (II) que es difícil de replicar fuera de las estructuras de cupredoxina nativas.
• Los diseños anteriores lograron proteínas de cobre verde sintonizables al azul con ligandos externos, pero los sitios de cobre azul de novo seguían siendo escurridizos.
• Se identificó un sitio de proteína de cobre rojo previamente diseñado en un haz helicoidal como un imitador de nitrosocianina (CuHis2CysGlu).

Objetivo del estudio:

• Diseñar racionalmente un andamio nuevo capaz de formar cromóforos de cobre rojos, verdes y azules autónomos.
• Investigar las diferencias estructurales y funcionales entre los sitios de cobre independientes del pliegue de la cupredoxina.
• Adaptar las estrategias de mutación de las cupredoxinas nativas para el diseño de proteínas de novo.

Principales métodos:

• Utilizó un andamio de tres hélices previamente diseñado para un sitio de cobre rojo.
• Se emplean estrategias de diseño y mutación racionales, incluida la rotación del sitio de unión del metal y la eliminación de una metionina axial.
• Caracterizó los sitios de proteínas de cobre resultantes por sus propiedades espectrales (rojo, verde, azul).

Principales resultados:

• Ingeniería exitosa de una proteína de cobre verde de novo girando el sitio de unión del metal.
• Convirtió la proteína de cobre verde en una proteína de cobre azul mediante la eliminación de una metionina axial.
• Logró la creación de sitios de proteína de cobre rojo, verde y azul dentro del mismo andamio helicoidal alfa.

Conclusiones:

• Demostró el exitoso diseño de novo de sitios de cobre rojo, verde y azul autónomos dentro de un pliegue helicoidal alfa.
• Permitió la primera comparación directa de las relaciones estructura-función de las proteínas de cobre rojo, verde y azul fuera de los pliegues de la cupredoxina.
• Se han abierto nuevas vías para el diseño de metaloproteínas con propiedades espectroscópicas y funcionales adaptadas.