Visualización de la función de la chaperonina in situ mediante tomografía criolectrónica

Área de la Ciencia:

• Biología molecular
• Biología estructural
• Biología celular

Sus antecedentes:

• Las chaperoninas son máquinas moleculares esenciales que ayudan al plegamiento de las proteínas.
• La chaperonina bacteriana GroEL, con su cofactor GroES, forma una estructura similar a una jaula para el plegamiento de proteínas.
• Los estudios anteriores se basaron en análisis in vitro para comprender la función de la chaperonina.

Objetivo del estudio:

• Determinar la estequiometría funcional de GroEL, GroES y la proteína cliente in situ.
• Para visualizar complejos de chaperonina en su entorno celular natural.
• Para aclarar el ciclo de reacción nativo de las chaperoninas bacterianas.

Principales métodos:

• Se utilizó la tomografía criolectrónica para visualizar los complejos de chaperonina dentro de las células.
• Se realizó un análisis cuantitativo de las conformaciones del complejo de chaperonina.
• Para la validación se utilizaron estructuras de alta resolución obtenidas in vitro.

Principales resultados:

• Aproximadamente el 55-70% de los complejos GroEL se unen a GroES de manera asimétrica, y el resto es simétrico.
• La proteína del sustrato se encuentra en el anillo libre de complejos asimétricos, lo que indica el estado de aceptación del sustrato.
• Se observó una proteína de sustrato encapsulada en estado plegado dentro de las cámaras GroEL-GroES antes de su liberación.

Conclusiones:

• Se propuso un ciclo de reacción que involucra subreacciones asociadas asimétricas y simétricas para el plegamiento de proteínas.
• El estudio proporciona una visualización directa del ciclo conformacional y funcional nativo de la chaperonina dentro de las células.
• Los hallazgos iluminan el mecanismo in vivo del plegamiento de proteínas dependientes de ATP mediado por chaperoninas.