El ribosoma reduce la pena entrópica del plegamiento de las proteínas

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología molecular
• Biología estructural

Sus antecedentes:

• Las proteínas se pliegan predominantemente durante la biosíntesis en el ribosoma.
• El plegado co-traductivo difiere significativamente de los estudios de plegado in vitro.
• La influencia del ribosoma en la termodinámica de plegamiento de proteínas era desconocida anteriormente.

Objetivo del estudio:

• Elucidar las bases estructurales y energéticas de la modulación del plegamiento de proteínas mediada por ribosomas.
• Para entender cómo el ribosoma influye en el camino de plegado de las cadenas de polipéptidos nacientes.
• Para investigar las consecuencias termodinámicas del plegamiento de proteínas en el ribosoma.

Principales métodos:

• Estructuras atómicas determinadas de una proteína modelo en su estado desplegado dentro y fuera del ribosoma.
• Se utilizaron experimentos cuantitativos de RMN 19F para medir las energías de plegado.
• Estructura y dinámica de la cadena naciente correlacionadas con la termodinámica de plegado.

Principales resultados:

• El ribosoma expande estructuralmente la cadena naciente desplegada, aumentando su solvatación.
• Esta expansión conduce a la desestabilización entrópica de la cadena naciente en el ribosoma.
• La desestabilización inducida por los ribosomas reduce la pena entrópica del plegamiento hasta en 30 kcal/mol.
• Promueve la formación de intermedios parcialmente plegados y es esencial para las conformaciones activas de algunas proteínas.
• Proporciona protección contra el despliegue inducido por la mutación, apoyando la evolución de las proteínas.

Conclusiones:

• Estableció la base física para la termodinámica de plegamiento de proteínas co-traductivas distintas.
• Demostró el papel activo del ribosoma en la modulación de la energía de plegamiento de proteínas.
• Destacó la importancia del plegamiento co-traductivo para la estructura, función y evolución de las proteínas.