Investigadores de la Universidad de Columbia han estudiado el trabajo de la proteína de membrana LRP2, que se encuentra en las células
Por lo general, LRP2 está en la superficiemembrana celular, esperando la oportunidad de atrapar una molécula que pasa. Después de que una proteína se une a una molécula, la célula absorbe la porción de su superficie que contiene la proteína, formando una vesícula interna llamada endosoma. Luego, LRP2 libera la molécula dentro de la célula y el endosoma devuelve la proteína a la superficie.
Para entender cómo funciona este "ferry",Los investigadores recolectaron muestras de la proteína LRP2 de 500 riñones de ratón. Colocaron parte de la proteína en una solución con un pH de 7,5, que corresponde al espacio extracelular, y otra parte en una solución que imita a los endosomas, con un pH de 5,2. Usando un microscopio crioelectrónico, tomaron fotografías de las proteínas y luego las conectaron en una computadora, creando mapas tridimensionales de la proteína en formaciones abiertas y cerradas.
El modelo 3D muestra que la proteínase transforma de una estructura más abierta a un pH casi neutro fuera de la célula a una forma agrupada a un pH ácido dentro de la célula. Estos cambios de forma permiten que LRP2 capture moléculas del exterior de la célula y las libere en su interior. Los investigadores sugieren que los átomos de calcio cargados mantienen abierta la proteína en el pH extracelular. Pero cuando el pH cae debido a la entrada de iones de hidrógeno en el endosoma, este último desplaza el calcio, lo que hace que la proteína se contraiga.
Estado abierto y cerrado de la proteína LRP2. Imagen: Andrew Beenken et al., Cell
Cuando las proteínas LRP2 no contienen mutaciones, lo logranmantener el equilibrio molecular, por ejemplo, en la sangre y el tejido cerebral, señalan los autores del estudio. Pero cuando hay cambios incluso mínimos en la enorme anatomía molecular del PRL, estas proteínas contribuyen al desarrollo de enfermedades.
El mal funcionamiento de las proteínas en los riñones puede causarenfermedad renal crónica, síndrome de Donne-Barrow y una serie de condiciones nefrológicas fatales en recién nacidos. Los trastornos en el cerebro contribuyen al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Comprender cómo funciona este complejo mecanismo molecular ayudará en el tratamiento de varias enfermedades, dicen los científicos.
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En portada: dos estados de la proteína LRP2. Imagen: A. Fitzpatrick, A Beenken, L. Shapiro, Instituto Zuckerman de Columbia