Fecha: 10/02/2016

Las moléculas del agua ayudan a determinadas enzimas a reconocer sus sustratos proteicos sin errores

El conocimiento no tiene fronteras y las colaboraciones científicas entre distintas disciplinas a menudo resultan exitosas. Este es el caso del trabajo recientemente publicado en Nature Chemical Biology  (http://dx.doi.org/10.1038/nchembio.2019) en el que han participado investigadores especialistas en química de proteínas, biología molecular, biología estructural y biología computacional. La investigadora Mª Inmaculada Yruela, miembro del grupo de Biología Computacional y Estructural de la EEAD-CSIC, ha colaborado en este trabajo, liderado por el Dr. Ramón Hurtado-Guerrero, investigador ARAID, ubicado en el Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI), y en el que también han participado otros grupos nacionales (Universidad de La Rioja, Universidad de Zaragoza/INA) e internacionales (University of Georgia/Stony Brook).

Sumando esfuerzos se han descrito relevantes aspectos que nos ayudan a entender las bases moleculares que intervienen en la reacción de O-fucosilación, una modificación de las proteínas poco frecuente que realizan las enzimas O-fucosiltransferasas. Esta reacción resulta esencial en algunas rutas metabólicas de los organismos eucariotas, incluidas las plantas, para mantener las funciones básicas de las células. Es importante en el desarrollo embrionario, en el desarrollo de los tejidos, en  los procesos inflamatorios o en la metástasis de tumores. 

En el artículo se describe el mecanismo por el cual la enzima O-fucosiltransferasa 2 (POFUT2) reconoce sin errores una secuencia de aminoácidos (TSR) de la proteína receptora y le transfiere una molécula de azúcar tipo fucosa –así resulta fucosilada–. Hasta la fecha no se conocía cómo estas enzimas reconocen y se unen a sus sustratos proteicos. Resultaba sorprendente que, dada la variabilidad de secuencias de reconocimiento molecular TSR encontradas (identidades entre 17 y 35%), se mantuviese la selectividad por el sustrato.

Los estudios realizados explican cómo las moléculas de agua tienen un papel esencial en este proceso. Facilitan el reconocimiento molecular entre estas enzimas y las regiones TSR de secuencia variable de forma precisa y además permiten la dinámica y flexibilidad necesaria para que POFUT2 sea una enzima eficiente.  Este emparejamiento, como si de una pareja de baile se tratara, es crucial para la transferencia del azúcar. La importancia de los resultados explica su publicación en Nature Chemical Biology.

 

  

     

Valero-González J, Leonhard-Melief C, Lira-Navarrete E, Jiménez-Osés G, Hernández-Ruiz C, Pallarés MC, Yruela I, Vasudevan D, Lostao A, Corzana F, Takeuchi H, Haltiwanger RS, Hurtado-Guerrero R. (2016) A proactive role of water molecules in acceptor recognition by protein O-fucosyltransferase 2. Nature Chemical Biology, in press. doi:10.1038/nchembio.2019

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