Residuos en la célula resueltos por RMN de la α-sinucleína micromolar y el Tau a 310 K

Área de la Ciencia:

• Biología estructural
• La biofísica
• La neurociencia

Sus antecedentes:

• Los agregados de proteínas como la alfa-sinucleína y la tau están implicados en enfermedades neurodegenerativas como el Parkinson y el Alzheimer.
• Comprender sus cambios conformacionales e interacciones dentro de las células vivas es crucial para el esclarecimiento del mecanismo de la enfermedad.
• La resonancia magnética nuclear (RMN) en la célula ofrece información a escala atómica, pero se ha limitado a temperaturas más bajas para las proteínas desplegadas.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar y aplicar nuevos métodos de etiquetado y adquisición para la RMN intracelular a temperatura fisiológica (310 K).
• Investigar las conformaciones e interacciones celulares de la alfa-sinucleína y la tau en concentraciones celulares nativas.
• Evaluar la viabilidad de utilizar el marcado con 13C y la RMN detectada con 13C para la biología estructural celular.

Principales métodos:

• Se utilizaron líneas celulares humanas estables que expresan alfa-sinucleína o tau.
• Se emplean aminoácidos etiquetados con 13C para el etiquetado metabólico.
• Se realizó una espectroscopia de RMN con detección de 13C a 310 K y 700 MHz, con una escalabilidad potencial de hasta 1,2 GHz.

Principales resultados:

• Se obtiene un análisis de residuos de alfa-sinucleína y tau a 310 K y concentraciones micromolares en células HEK.
• Se detectaron conformaciones desordenadas e interacciones celulares extensas para las variantes de alfa-sinucleína, lo que sugiere la unión a la membrana lipídica.
• Solo se observó el N-terminal desordenado de tau, lo que indica interferencia de los socios de unión, incluso después de la ruptura de los microtúbulos.

Conclusiones:

• Las técnicas de RMN desarrolladas en las células son eficaces para estudiar la estructura de las proteínas y las interacciones a temperaturas fisiológicas y concentraciones nativas.
• La alfa-sinucleína exhibe conformaciones desordenadas e interactúa con los componentes celulares, incluyendo potencialmente las membranas lipídicas, a 310 K.
• Las interacciones de Tau con otros socios de unión celular limitan la observación de su estructura completa en células vivas utilizando este método.