La cristalografía con resolución de tiempo revela los mecanismos de hidrólisis de GTP para N-RAS y los mutantes...

Área de la Ciencia:

• La bioquímica
• Biología estructural
• Biología molecular

Sus antecedentes:

• Las RAS GTPasas son reguladores cruciales de la señalización celular, actuando como interruptores moleculares.
• Las mutaciones en el RAS son frecuentes en los cánceres humanos, a menudo afectan la hidrólisis de GTP y conducen a un crecimiento celular incontrolado.
• El mecanismo preciso de hidrólisis de GTP, esencial para la inactivación de RAS, ha permanecido estructuralmente elusivo.

Objetivo del estudio:

• Resolver estructuralmente el mecanismo en tiempo real de la hidrólisis de GTP en las proteínas RAS.
• Investigar las diferencias en los mecanismos de hidrólisis de GTP entre el RAS de tipo salvaje y los principales mutantes oncogénicos.
• Identificar posibles objetivos farmacológicos basados en bolsas de unión transitorias durante la reacción de hidrólisis.

Principales métodos:

• Cristalografía con resolución de tiempo utilizando un sustrato GTP enjaulado fotoábil.
• Captura y análisis de múltiples productos intermedios de reacción durante la hidrólisis del GTP.
• Comparación estructural de los mutantes oncogénicos de tipo salvaje N-RAS (G12C, G12V, Q61L) y un mutante hidrolítico rápido (Y32R).

Principales resultados:

• Se capturaron cincuenta y siete productos intermedios de reacción distintos, que detallan la vía de hidrólisis de GTP.
• Se observaron elementos mecanicistas comunes, incluido un estado inicial abierto, un complejo de Michaelis cerrado y la liberación de productos.
• Se identificaron diferencias significativas en los mecanismos de reacción y las tasas entre las proteínas RAS de tipo salvaje y mutantes.
• Se descubrieron bolsas de unión crípticas, dependientes del estado y únicas para los mutantes, durante la hidrólisis.

Conclusiones:

• El estudio proporciona la primera aclaración estructural del mecanismo de hidrólisis GTP en las proteínas RAS.
• Comprender estos mecanismos ofrece información sobre el papel de las mutaciones RAS en el cáncer.
• Los bolsillos de unión dependientes del estado identificados representan objetivos prometedores para el descubrimiento de fármacos basados en la estructura contra los cánceres impulsados por RAS.