Biologia oral 6-Parte 1 - Facultad de Odontología

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10.05.2013 Views

Proteínas que carecen de estructura. Dra. Nuria Sánchez El hecho de que las proteínas con regiones desordenadas están constituidas primordialmente por un subconjunto de aminoácidos sugiere que a su vez estas proteínas probablemente están codificadas por secuencias de ADN con pocas variaciones o repetitivas. Como es bien sabido, las secuencias de ADN repetitivas tienden a propagarse en los genomas con el tiempo [31]. Muchas de estas secuencias se conocen como “junk DNA o ADN basura”, un término anticuado ya que en un principio se creía no tenían función y actualmente se sabe que muchas de ellas como son los intrones, telomeros, microARN, transposones etc. tienen funciones biológicas específicas. Argumentos filosóficos más que científicos podrían argumentar que, en analogía con el ADN basura, este tipo de proteínas son también “proteínas basura” sin ninguna función y que existen porque hay mecanismos a nivel del ADN que las codifica para propagarlos y poca presión de selección para removerlas. Sin embargo, actualmente muchas de estas proteínas intrínsicamente desordenadas tienen una función biológica caracterizada. Para el 85% de las regiones desordenadas descritas hasta el año 2002 se conoce una función específica [32]. Como biólogos y bioquímicos tenemos un tendencia natural a estudiar la función biológica y puesto que el dogma de la bioquímica de proteínas establece que la estructura va de la mano con la función esto puedo haber inclinado la balanza en contra del estudio de proteínas carentes de estructura, aunque lo anterior no excluye la posibilidad de que ciertamente existan proteínas que carecen de estructural y no son funcionales. En vista de lo anterior, antes de iniciar un proyecto de bioquímica o de biofísica de proteínas resulta de gran ayuda conocer a la proteína con la que se 26

Proteínas que carecen de estructura. Dra. Nuria Sánchez desea trabajar. Por ejemplo, sí el objetivo del proyecto consiste en obtener la estructura cristalográfica de una proteína, es poco probable que ésta cristalice si se trata de una proteína intrínsecamente desordenada. A continuación se muestra el análisis de la estructura primaria de una proteína intrínsicamente desordenada, la Securina humana, y una proteína globular, la Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa humana. La Securina humana contiene 202 residuos con una gran cantidad de aminoácidos básicos en la región N-terminal y una región rica en prolinas en el extremo C-terminal. Es una proteína regulada por estrógenos cuya sobre-expresión provoca la formación de tumores [33] y que además participa en la transición de metafase-anafase durante el ciclo celular [34]. Técnicas espectroscópicas y cromatográficas como el dicroísmo circular, resonancia magnética nuclear y cromatografía de filtración en gel han comprobado que este proteína carece de estructura secundaria y se comporta como una proteína intrínsecamente desordenada [35]. En contraparte, la Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa es una enzima del ciclo de las pentosas cuya estructura cristalográfica se conoce (pdb 2BHL). Análisis de la estructura primaria basándonos en las características antes mencionadas de composición de aminoácidos, predicción de desorden y la relación carga neta–hidrofobicidad correlacionan perfectamente con los resultados experimentales. La composición promedio de la estructura primaria de la Securina humana sugiere que contiene muy pocos aminoácidos promotores de estructura y en cambio esta enriquecida tanto como 2.5, 1.7 y 1.5 veces en aminoácidos promotores de desorden como la Pro, Lys y Ser respectivamente. Mientras que la Glucosa-6-fosfato deshidrogenasa contiene una mayor proporción de residuos que favorecen la formación de estructura (Figura 2). El porcentaje de desorden predicho 27

Proteínas que carecen <strong>de</strong> estructura. Dra. Nuria Sánchez<br />

<strong>de</strong>sea trabajar. Por ejemplo, sí el objetivo <strong>de</strong>l proyecto consiste en obtener la<br />

estructura cristalográfica <strong>de</strong> una proteína, es poco probable que ésta cristalice si se<br />

trata <strong>de</strong> una proteína intrínsecamente <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nada. A continuación se muestra el<br />

análisis <strong>de</strong> la estructura primaria <strong>de</strong> una proteína intrínsicamente <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nada, la<br />

Securina humana, y una proteína globular, la Glucosa-6-fosfato <strong>de</strong>shidrogenasa<br />

humana. La Securina humana contiene 202 residuos con una gran cantidad <strong>de</strong><br />

aminoácidos básicos en la región N-terminal y una región rica en prolinas en el<br />

extremo C-terminal. Es una proteína regulada por estrógenos cuya sobre-expresión<br />

provoca la formación <strong>de</strong> tumores [33] y que a<strong>de</strong>más participa en la transición <strong>de</strong><br />

metafase-anafase durante el ciclo celular [34]. Técnicas espectroscópicas y<br />

cromatográficas como el dicroísmo circular, resonancia magnética nuclear y<br />

cromatografía <strong>de</strong> filtración en gel han comprobado que este proteína carece <strong>de</strong><br />

estructura secundaria y se comporta como una proteína intrínsecamente<br />

<strong>de</strong>sor<strong>de</strong>nada [35]. En contraparte, la Glucosa-6-fosfato <strong>de</strong>shidrogenasa es una<br />

enzima <strong>de</strong>l ciclo <strong>de</strong> las pentosas cuya estructura cristalográfica se conoce (pdb<br />

2BHL). Análisis <strong>de</strong> la estructura primaria basándonos en las características antes<br />

mencionadas <strong>de</strong> composición <strong>de</strong> aminoácidos, predicción <strong>de</strong> <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>n y la relación<br />

carga neta–hidrofobicidad correlacionan perfectamente con los resultados<br />

experimentales. La composición promedio <strong>de</strong> la estructura primaria <strong>de</strong> la Securina<br />

humana sugiere que contiene muy pocos aminoácidos promotores <strong>de</strong> estructura y<br />

en cambio esta enriquecida tanto como 2.5, 1.7 y 1.5 veces en aminoácidos<br />

promotores <strong>de</strong> <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>n como la Pro, Lys y Ser respectivamente. Mientras que la<br />

Glucosa-6-fosfato <strong>de</strong>shidrogenasa contiene una mayor proporción <strong>de</strong> residuos que<br />

favorecen la formación <strong>de</strong> estructura (Figura 2). El porcentaje <strong>de</strong> <strong>de</strong>sor<strong>de</strong>n predicho<br />

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