Un equip internacional coordinat per l’Estructrura de Recerca Interdisciplinària en Biotecnologia i Biomedicina (ERI BioTecMed) de la Universitat de València ha demostrat com s’inicia el plegament de les proteïnes de membrana abans d’inserir-se en les membranes biològiques, fet que ha estat centre de la investigació bioquímica durant dècades. L’estudi, publicat en la revista Nature Communications, ha estat coordinat per Ismael Mingarro, catedràtic de Bioquímica i Biologia Molecular de la institució acadèmica.
La rellevància d’aquesta recerca rau en el fet que, partint que les proteïnes de membrana són les receptores de més de la meitat dels fàrmacs actualment en el mercat, és de vital importància conèixer el seu plegament per tal de dissenyar-ne de més eficients. “Que l’article publicat, «Transmembrane but not soluble helices fold inside the ribosome tunnel», explique que el plegament d’aquestes comença abans que la proteïna s’haja acabat de sintetitzar és un gran descobriment per a comprendre com adopten la seua estructura funcional aquestes importants dianes farmacològiques”, ha explicat Ismael Mingarro.
Les proteïnes, formades per aminoàcids units per enllaços peptídics, són les macromolècules biològiques que porten a terme la majoria de les funcions biològiques dels éssers vius. La màquina cel·lular que s’encarrega de sintetitzar aquests enllaços són els ribosomes, els quals els incorporen segons l’ordre codificat per l’RNA (àcid ribonucleic) missatger. Aquesta cadena d’aminoàcids ha d’adoptar l’estructura funcional de la proteïna. L’objecte de la recerca ha sigut l’estudi del plegament de les proteïnes per saber-ne com i quan es dóna el plegament adequat.
La principal novetat que aporta la investigació és que el ribosoma actua com una plataforma per al triatge de seqüències que han d’adoptar una estructura local (helicoïdal) en estats molt inicials de la biosíntesi de proteïnes. Aquest fet implica que el ribosoma siga considerat com la primera xaperona molecular (que ajuda al plegament de proteïnes) per possibilitar el plegament d’aquelles seqüències que han d’adoptar una estructura helicoïdal per a augmentar l’eficiència de la seua subsegüent integració en la membrana.
“En aquest treball hem demostrat que l’estructura helicoïdal s’assoleix en l’interior del ribosoma, a diferència del que ocorre en el cas de regions helicoïdals de proteïnes solubles, i que depèn de l’helicitat i de l’apolaritat dels aminoàcids així com de la longitud de la regió hidrofòbica”, explica Ismael Mingarro, coordinador de l’equip que ha portat a terme la investigació. D’aquesta manera, l’estudi mostra que el ribosoma reconeix les regions transmembrana i facilita l’entorn adequat per al seu plegament.
Experiments a València
La recerca s’ha desenvolupat, principalment, a l’ERI de Biotecnologia i Biomedicina (Departament de Bioquímica i Biologia Molecular) de la Universitat de València, on s’han portat a terme tots els experiments de traducció de proteïnes in vitro, i també a l’School of Chemistry and Biochemistry del Georgia Institute of Technology (Estats Units), on s’han realitzat les simulacions computacionals.
A més, en l’estudi també han participat investigadors del Departament de Bioquímica i Biofísica de la Universitat d’Estocolm i del Departament de Biologia i Bioquímica de la Universitat de Bath (Regne Unit).
La investigació ha comptat amb el finançament del Ministeri d’Economia i Competitivitat (fons FEDER), del programa PROMETEU de la Generalitat Valenciana i de la US National Science Foudation, entre d’altres.
Article:
Manuel Bañó-Polo et al. «Transmembrane but not soluble helices fold inside the ribosome tunnel». Nature Communications, volum 9, número d'article: 5246 (2018) DOI: 10.1038/s41467-018-07554-7
