ENGLISHProyecto Fondecyt financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo (ANID) estudia cómo se han generado nuevas estructuras de proteínas a lo largo de la evolución
La estructura de una proteína permite su interacción específica con otras moléculas en un organismo, y por lo tanto determina su función. A su vez, estas estructuras son determinadas por la secuencia de aminoácidos que la compone. ¿Pero cómo se ha generado esta diversidad de estructuras de proteínas a lo largo de la evolución? Esta es la pregunta que busca responder el grupo de investigación del Dr. César Ramírez, académico del Instituto de Ingeniería Biológica y Médica de la Pontificia Universidad Católica de Chile e Investigador del Instituto Milenio de Biología Integrativa (iBio).
Para estudiar este fenómeno, el foco está puesto en una clase particular de proteínas metamórficas, que pueden cambiar su estructura de un instante a otro según la función biológica a desempeñar. Solo se conocen alrededor de 100 proteínas de su tipo, y sin embargo participan en funciones esenciales de distintos organismos, como la expresión de genes y la regulación del ciclo circadiano.
Una de estas proteínas es RfaH, cuya metamorfosis permite activar la expresión de genes en bacterias asociadas a enfermedades y conferirles resistencia frente a antibióticos. Recientemente, el grupo del Dr. César Ramírez publicó un artículo en la revista Biophysical Journal, en el que lograron demostrar cómo es controlado el mecanismo de activación mediante metamorfosis estructural de RfaH. En un nuevo artículo publicado en la revista Protein Science, describen los orígenes evolutivos de las distintas estructuras de RfaH.
Para ello, utilizaron análisis computacionales de miles de secuencias de esta proteína provenientes de distintos organismos para identificar pares de aminoácidos que se encuentra en contacto en cada estructura. “En palabras simples, si dos aminoácidos interactúan entre sí en una estructura de una proteína, y uno de ellos muta, el otro también mutará para no romper esta estructura, y entonces podemos buscar estos patrones evolutivos de cambios correlacionados al mirar múltiples secuencias”. Con esta metodología, pudieron identificar correctamente casi el 70% de los residuos en contacto en las estructuras de RfaH.
RfaH no solo es relevante para controlar la expresión de genes específicos en bacterias, sino que podría ser útil para desarrollar sensores biológicos. “Esta proteína es como un interruptor de encendido, de manera que podríamos controlar este interruptor mediante el reconocimiento de otras moléculas en el medio, como metales o contaminantes”, explicó el investigador iBio.
