La orientación de las nanopartículas impulsadas por residuos de aminoácidos a las cavidades de las proteínas: la...

Área de la Ciencia:

• La biofísica
• Nanotecnología
• Virología

Sus antecedentes:

• Las interfaces de interacción proteína-proteína con cavidades grandes o poco profundas son objetivos desafiantes para los medicamentos de molécula pequeña.
• Las nanopartículas (NP) ofrecen un potencial para dirigirse a estos sitios "indruggables".
• El trímero de la proteína del pico (S) del SARS-CoV-2 presenta cavidades accesibles adecuadas para la interacción NP.

Objetivo del estudio:

• Investigar los factores que rigen la orientación de las nanopartículas hacia las cavidades de las proteínas.
• Comparar la selectividad y los mecanismos de unión de las nanopartículas de óxido de cerio (CeO2NPs) y las nanopartículas de oro (AuNPs) con el trímero S del SARS-CoV-2.
• Para aclarar cómo la química de la superficie NP influye en las interacciones con residuos de proteínas específicas dentro de las cavidades accesibles.

Principales métodos:

• Para el análisis comparativo se utilizaron nanopartículas CeO2NP y nanopartículas de oro (AuNP).
• Se utilizó la interferometría de biocapas para evaluar la unión de NP al trímero S.
• Interacciones investigadas con la proteína NP a nivel de residuos dentro de las cavidades del trímero S central y lateral.

Principales resultados:

• Ambos CeO2NPs y AuNPs unidos al S trimer, pero exhibieron perfiles de unión distintos.
• Las CeO2NPs se dirigieron selectivamente a la cavidad central del dominio de unión al receptor (RBD), interactuando con los residuos de Asp.
• Las AuNPs se encuentran preferentemente en las cavidades laterales, incluido el sitio de escisión S1/S2, que interactúan con motivos ricos en argenio.

Conclusiones:

• La unión de nanopartículas a las cavidades de proteínas se rige por el reconocimiento a nivel de residuo, no solo por la compatibilidad de tamaño.
• Los CeO2NP utilizan la coordinación con los residuos de Asp para una unión estable, mientras que los AuNP emplean la atracción electrostática con los residuos de Arg.
• Esta comprensión permite el diseño racional de nanopartículas para la orientación selectiva de las características de las proteínas empotradas para aplicaciones terapéuticas.