Conocimientos estructurales sobre el mecanismo de unión de PFAS-β-lactoglobulina que media la toxicidad de los PFAS

Área de la Ciencia:

• La bioquímica es la bioquímica.
• Toxicología Toxicología.
• Biología Estructural Biología estructural.

Sus antecedentes:

• Las sustancias per- y polifluoroalquilo (PFAS) son contaminantes ambientales persistentes y tóxicos debido a sus fuertes enlaces carbono-fluoro.
• Se sabe que la beta-lactoglobulina (β-LG), una proteína de la leche, transporta moléculas hidrofóbicas y anfifílicas cruciales para las funciones fisiológicas.
• Comprender la interacción de β-LG con PFAS es importante debido a la función de transporte de la proteína y la toxicidad de PFAS.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el mecanismo de unión de PFAS con la proteína de la leche β-lactoglobulina.
• Para aclarar la base estructural de la formación del complejo PFAS-β-LG.
• Para evaluar la estabilidad y la energía de los PFAS que se unen dentro de β-LG.

Principales métodos:

• Se utilizó la cristalografía de rayos X para determinar las estructuras de la β-lactoglobulina compleja con PFOA, PFOS y PFDA.
• Se realizó un análisis bioinformático de las estructuras cristalinas para identificar las interacciones clave.
• Se emplearon simulaciones de dinámica molecular (DM) para evaluar la estabilidad de unión y calcular las energías de unión.

Principales resultados:

• Las estructuras cristalinas revelan la unión de alta afinidad de PFOA, PFOS y PFDA al cáliz central de la β-lactoglobulina, el sitio de unión canónico para el retinol y los ácidos grasos.
• Las interacciones hidrofóbicas estabilizan la unión de las colas hidrofóbicas de PFAS, mientras que las interacciones polares involucran a Lys60, Lys69 y los grupos de cabezas polares de PFAS.
• Las simulaciones de MD confirman una alta estabilidad de unión, con PFDA exhibiendo la energía de unión más fuerte (-25 kcal / mol) debido a las interacciones favorables de van der Waals con su cadena hidrofóbica más larga.

Conclusiones:

• La beta-lactoglobulina se une al PFAS con alta afinidad en su cáliz hidrofóbico, utilizando mecanismos similares a los del transporte de ácidos grasos y retinol.
• La estructura de la proteína sufre cambios conformacionales, incluido un bucle abierto de EF, tras la complicación de PFAS.
• Este estudio propone un mecanismo para que la β-lactoglobulina actúe como un transportador para los PFAS, mediando potencialmente sus efectos neurotóxicos.