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os instantâneos Próximo-atômicos da definição 3D mostram como a máquina biológica da chave desdobra proteínas problemáticas

Ceda a mão. Isso é como a definição nova, próximo-atômica, instantâneos 3-D mostra que uma máquina biológica chave desdobra uma fita da proteína através de seu canal central.

A máquina é um complexo da proteína chamado um disaggregase. Ajuda a tracção distante as roscas das proteínas problemáticas, misfolded que podem acumular e se tornar tóxicas às pilhas; como as proteínas do amyloid associadas com a doença de Alzheimer. As proteínas recuperadas refolded ou são destruídas então para impedir a deficiência orgânica e manter o balanço na pilha.

As estruturas foram determinadas por uma universidade da equipe Michigan-conduzida que usa a microscopia do cryo-elétron, e feitas em colaboração com pesquisadores na Universidade da Pensilvânia. Seus resultados, que exigiram aproximadamente 200.000 horas da computação, são programados para ser publicados o 15 de junho na ciência.

Os cientistas compreenderam previamente o que o disaggregase fez, mas não precisamente como trabalhou.

“Parece puxar carcaças com por etapas, como uma catraca,” disse o estudo superior autor Daniel Southworth, um professor adjunto no instituto das ciências da vida do U-M, onde seu laboratório é situado, e no departamento da química biológica na Faculdade de Medicina do U-M.

“É um processo muito em ordem que se mova em torno das seis subunidades da máquina. Nós podemos ver como as proteínas na máquina rearranjam entre estados diferentes para agarrar no local seguinte na carcaça. Havia diversos modelos que tinham sido propor para como este acontece; e agora, pela primeira vez, nós podemos começar ver o que está ocorrendo realmente.”

Os resultados sugerem que possa haver uns mecanismos similares no trabalho mais amplamente através desta classe importante de proteínas, que são chamadas proteínas do AAA; para as ATPase associadas com as actividades celulares diversas. Outros membros da classe, por exemplo, são envolvidos na réplica do ADN e reparam. As proteínas do AAA são encontradas em pilhas do vegetal e animal, assim como nas bactérias e nos vírus.

Uma compreensão melhor de mecanismos celulares pode informar o trabalho dos cientistas quando estão tentando desenvolver drogas novas ou investigar mais profundo em processos biológicos, Southworth disse.

“Nosso estudo revela-o como as pilhas podem quebrar agregados distante tóxicos da proteína para lhes fazer o solúvel e para restaurar sua função,” disse. “Se nós queremos tentar aproveitar a potência destas máquinas moleculars, é importante ter uma imagem clara de seus mecânicos.”

microscopia do Cryo-elétron; ou cryo-EM; é evoluir, a tecnologia imagiológica pioneiro que envolve instantaneamente congelar proteínas em uma camada fina de solução. Um feixe de elétrons focalizado é usado então para revelar a forma destes objetos muito pequenos, nanômetro-feitos sob medida. A análise de computador especializada é necessário combinar centenas de milhares de instantâneos individuais, bidimensionais a fim montar a forma 3-D na definição próximo-atômica.

A tecnologia pode igualmente classificar para fora as proteínas que estão em fases diferentes de um processo biológico; assim ajudando a reunir como uma máquina biológica se move, mudanças e funções.

O instituto das ciências da vida do U-M é home a um dos laboratórios do cryo-EM da parte superior no país.