Los científicos aclaran la estructura 3D de la proteína implicada en cáncer

El transportador humano ASCT2 de la glutamina upregulated en varias formas del cáncer. Es también la plataforma del muelle para una amplia gama de retroviruses patógenos. Las personas de la universidad de los científicos de Groninga han utilizado microscopia del cryo-electrón para aclarar la estructura de la proteína, que puede generar los guías para el revelado de la droga. Los resultados fueron publicados en biología estructural y molecular de la naturaleza el 5 de junio.

En células humanas, la proteína ASCT2 importa la glutamina del aminoácido y mantiene el equilibrio del aminoácido en muchos tejidos. La cantidad de ASCT2 se aumenta de varios tipos de cáncer, probablemente debido a una demanda creciente para la glutamina. Además, varios tipos de retrovirus infectan las células humanas por el primer muelle en esta proteína.

Discernimientos

ASCT2 es parte de una familia más grande de transportadores similares. Para entender cómo esta familia de transportadores del aminoácido trabaja, y ayudar a diseñar las drogas que ciegan transporte de la glutamina por ASCT2 o su papel como estación de acoplamiento viral, la universidad de los científicos de Groninga tiene resuelto la estructura 3D de la proteína. Recurrieron a la técnica de la única microscopia del cryo-electrón de la partícula, pues no tuvieron éxito en los cristales crecientes de la proteína, que se requieren para los estudios de la difracción de radiografía. El gen humano para ASCT2 fue expresado en células de levadura, y la proteína humana fue purificada para la proyección de imagen.

La estructura era resuelta en una resolución de 3,85 Å, que revelaron nuevos discernimientos que golpeaban. “Era un objetivo desafiador, pues es bastante pequeño para el cryo-EM”, dice a profesor adjunto de la biología estructural Cristina Paulino, que es jefe de la unidad del Cryo-EM de la universidad. “Solamente también tiene una estructura trímera simétrica agradable, que ayuda.”

Fuerza-estructura

Las imágenes cryo-EM revelan un tipo familiar de “fuerza-estructura”, en el cual la parte de la proteína viaja hacia arriba y hacia abajo a través de la membrana celular. En la posición superior, el substrato incorpora la fuerza ascensional, que entonces se baja para liberar el substrato dentro de la célula. La estructura de ASCT2 reveló la fuerza ascensional en la posición más inferior. “A nuestra sorpresa, esta parte de la proteína era plumón adicional entonces que habíamos visto nunca antes en proteína similar estructuramos”, decimos al profesor de la bioquímica Dirk Slotboom. “Y fue girada. Había sido pensado que el substrato incorpora y deja la fuerza ascensional con diversos orificios, pero nuestros resultados sugieren que puede ser que utilice bien el mismo orificio.”

Esta información podría ayudar a diseñar las moléculas que paran transporte de la glutamina por ASCT2, dice a Albert Guskov, profesor adjunto en cristalografía. “Algunas pruebas en ratones con las pequeñas moléculas que ciegan transporte se han publicado.” Cegar transporte de la glutamina sería una manera de matar a las células cancerosas. “Esta nueva estructura permite un diseño más racional de los inhibidores del transporte.”

Picos

Otra observación de la sorpresa es los picos que resaltan en el exterior de cada uno de los tres monómeros. “Nunca se han visto antes”, dicen Slotboom. “Éstos son los lugares en donde los retroviruses atracan.” Esto es constante con los estudios mutágenos realizados por otros. Una vez más conocer la forma de los picos podría ayudar a diseñar las moléculas que ciegan los virus del muelle.

La estructura de la proteína era resuelta en cerca de cuatro meses, que es notable rápida para el cryo-EM. Diversos científicos, cada uno con su propia especialidad, trabajaron paralelamente, que aceleró el proceso. Además, el estudiante Alisa del doctorado que Garaeva, que es primer autor del papel, desempeñó un papel fundamental en asegurar el proyecto se ejecutó eficientemente.

Los estudios futuros serán hechos para capturar ASCT2 en diversas configuraciones, por ejemplo dentro de un bilayer del lípido bastante que las micelas detersorias usadas en el actual estudio y con la fuerza ascensional en diversas posiciones. Paulino, Slotboom y Guskov concluyen eso estudiando diversos estados les ayudarán a entender cómo funciona esta proteína.