Un grupo de proteínas recientemente identificado desempeña un papel importante en la naturaleza

Investigadores descubren un interruptor proteico que regula las enzimas de los patógenos

17.02.2022 - Alemania

Las proteínas son los "caballos de batalla" de toda célula viva y constituyen la base química de la vida. Estas pequeñas máquinas son necesarias para convertir los alimentos en energía, gestionar el movimiento y las actividades cerebrales y luchar contra las bacterias y los virus. La función de las proteínas está estrechamente controlada en respuesta a las condiciones cambiantes, cuando, por ejemplo, un organismo se encuentra con estrés y necesita adaptarse. Investigadores de la Universidad de Gotinga han descubierto recientemente un grupo de proteínas completamente nuevo que funciona como un interruptor para regular la actividad biológica. Ahora han analizado todas las estructuras proteicas conocidas y resulta que este grupo existe en todos los dominios de la vida, tanto en virus y bacterias como en hongos, plantas y animales, incluidos los humanos. Estos hallazgos tienen implicaciones de gran alcance para el tratamiento de muchas enfermedades. Los resultados se han publicado en Nature Chemical Biology.

El equipo de la Universidad de Gotinga descubrió inicialmente el nuevo interruptor proteico -conocido como "interruptor NOS" porque los átomos de nitrógeno, oxígeno y azufre están conectados- en una proteína del patógeno humano Neisseria gonorrhoeae. Sin embargo, quedaba la duda de si este interruptor estaba extendido en la naturaleza. Los investigadores han analizado ahora toda la base de datos de estructuras proteicas conocidas que se encuentra en un repositorio de acceso público en busca de interruptores NOS no detectados hasta ahora. El análisis computacional realizado por el primer autor, el Dr. Fabian Rabe von Pappenheim, de la Universidad de Göttingen, dio lugar a cientos de resultados, que se analizaron individualmente en detalle. "Investigar estas estructuras fue una tarea apasionante. Fue como un viaje a lo desconocido para nosotros", recuerda el profesor Kai Tittmann, de la Universidad de Gotinga, que dirigió el estudio.

Se descubrió que el nuevo interruptor de la NOS existe en todos los ámbitos de la vida, y a menudo en sitios de proteínas que son esenciales para la función biológica. Sorprendentemente, numerosas proteínas de algunos de los patógenos humanos más peligrosos tienen este interruptor, incluida una enzima clave del coronavirus SARS-CoV-2. De hecho, este interruptor es una diana para el fármaco antiviral recientemente aprobado para pacientes con Covid-19 de leve a moderado que podrían estar en alto riesgo de desarrollar una enfermedad grave. Además, los investigadores descubrieron varias formas químicas nuevas del interruptor NOS, que resulta ser una plataforma de regulación universalmente utilizada en biología. Las proteínas identificadas desempeñan papeles centrales en casi todos los aspectos de las actividades celulares, ya sea la expresión de los genes, la señalización en y entre las células, o el metabolismo.

"Creemos que el descubrimiento de estos nuevos interruptores proteicos será un trampolín para el desarrollo de una nueva clase de fármacos dirigidos directamente a estos interruptores", afirma Tittmann. "Ahora se sabe que muchas proteínas humanas con funciones conocidas en enfermedades graves, así como proteínas de bacterias y virus, están controladas por estos interruptores. Es probable que el nuevo interruptor identificado desempeñe también un papel central en la regulación de su función biológica."

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