Reviviendo Una Enzima

Reviviendo una enzima

Para 1950, los científicos se habían dado cuenta de que el ADN contenía el código que permitía la síntesis de proteínas. Sin embargo, como una cadena de aminoácidos formaba una completamente funcional proteína, con su estructura tridimensional, seguía siendo un misterio. Un mecanismo debía existir para asegurar la formación adecuada de la proteína. Pero de donde vino esa información? En 1957, Christian Anfinsen publico la primera evidencia de que la información para la correcta formación de la proteína se encontraba dentro de ella misma.

Antecedentes

Las proteínas están conformadas por la combinación de 20 aminoácidos que luego se organizan en estructuras complejas. A la cadena de aminoácidos desenrollada o simplificada se le denomina estructura primaria. Para tener una actividad biológica, la proteína debe doblarse para formar correctamente tanto la estructura secundaria como la terciaria. Estas estructuras se mantienen unidas mediante interacciones químicas entre la cadena de aminoácidos, incluyendo puentes de hidrogeno, interacciones hidrofobicas, y a veces, enlaces covalentes. Como se forman estas estructuras ha sido un misterio durante un largo tiempo. ¿Acaso la proteína se dobla correctamente a medida que es sintetizada o se requiere la acción de otras proteínas para doblarla? ¿Puede doblarse correctamente sola de manera espontánea?

En la década de 1950, Afinsen era un bioquímico interesado en la correcta formación y doblamiento de las proteínas. Específicamente, estaba investigando la formación de los puentes bisulfuro, los cuales son enlaces covalentes entre cadenas laterales de cisteína que sirven como una de las anclas más relevantes que mantienen en su lugar la estructura de las proteínas. El creía que la proteína en si contenía toda la información necesaria para su correcto moldeamiento. Propuso la “hipótesis termodinámica”, que plantea que la estructura biológicamente activa de una proteína era también la más estable termodinámicamente bajo condiciones en vivo. En otras palabras, si las condiciones intracelulares pudieran ser reproducidas en un tubo de prueba, entonces una proteína tendería a moldearse en su conformación activa. Comenzó su trabajo en una enzima secretada, bovina ribonucleasa pancreática, y estudio sus habilidades para moldearse correctamente fuera de una célula.

El experimento

Las proteínas cumplen una gran variedad de funciones en una célula. Sin importar su función, una proteína debes estar moldeada correctamente para cumplir su función biológica. Para estudiar el moldeamiento de las proteínas es mejor estudiar una enzima cuya actividad biológica pueda ser monitoreada fácilmente al ponerla in vitro. Anfinsen escogió una pequeña proteína secretada, la ribonucleasa, con la cual podía monitorear un moldeamiento correcto al ensayar su habilidad para catalizar la escisión del ARN.

La ribonucleasa, una proteína secretada, es activa bajo condiciones oxidantes in vitro. La estructura terciaria de la ribonucleasa activa se mantiene unida por cuatro puentes bisulfuros. Adicionando un agente reductor, el cual reduce el enlace bisulfuro entre dos cadenas opuestas de cisteína a dos grupos libres de sulfhídrico, se puede interrumpir esta interacción covalente. La desnaturalización completa de la ribonucleasa requiere el tratamiento con un agente reductor. Anfinsen monitoreo la reducción de la ribonucleasa midiendo el número de grupos libres de sulfhídrico presentes en la proteína. En el estado oxidado, no existen grupos libres de

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