Los científicos utilizan la aproximación integrante para estudiar cómo COQ9 ata y obra recíprocamente con los lípidos

La síntesis y el transporte de lípidos biológicos a través del interior sobre todo lleno de agua de la célula es un prolongado problema en biología. Una de las soluciones que la naturaleza ha empleado para resolverlas, es utilizar las proteínas lípido-obligatorias, que trabajan de diversas maneras: enzimas que penetran las membranas biológicas, enzimas” de las proteínas que solubilizan los lípidos en una cavidad y los transportan a las enzimas o las insertan en las membranas, y de los “liftases” de la “señora de compañía - que levantan parcialmente el lípido del bilayer de la membrana.

Uno de los lípidos más importantes es la coenzima Q (CoQ), que sirve como cofactor para las enzimas numerosas en muchos diversos organismos. Las deficiencias en CoQ se conectan a los problemas metabólicos raros y a las enfermedades como Parkinson y diabetes tipo II. CoQ es también una (“agua-odiando”) de las moléculas más hidrofóbicas de la naturaleza, profundo secuestrada de mentira dentro de la membrana mitocondrial e implicado en su trabajo de la producción de energía.

Una proteína mal caracterizada asociada a la biosíntesis de CoQ es una proteína lípido-obligatoria llamada COQ9. Esta proteína parece ser de importancia crítica en este camino porque la baja de la función COQ9 en muchos organismos da lugar a la deficiencia severa de CoQ - con todos los problemas mencionados anteriormente. No obstante, todavía no sabemos qué lípidos COQ9 ata, o los llega hasta, o aún cómo los ata ayuda otras enzimas en la fabricación de CoQ.

Los científicos del laboratorio de Matteo Dal Peraro en el instituto de EPFL de la bioingeniería, trabajando con el laboratorio de David Pagliarini en la universidad de Wisconsin-Madison, utilizaron una aproximación integrante que combinó los estudios estructurales, bioquímicos, y de cómputo para estudiar cómo COQ9 ata y obra recíprocamente con los lípidos.

El estudio mostró que COQ9 ata los lípidos aromáticos del isopreno y llega hasta las membranas a través (amante del agua y - odiando) de una hélice anfipática en su extremo. Ambas funciones parecen ser cruciales al papel biológico de la proteína en la producción de CoQ. Los científicos también encontrados cómo COQ9 pudo interconectar con una enzima del camino, COQ7, que cataliza el siguiente - paso a-pasado en la biosíntesis de CoQ.

Los datos del estudio muestran que COQ9 habilita la biosíntesis de CoQ llegando hasta los intermedios de CoQ de la hoja suelta de la membrana interna del mitochondrion. De allí, COQ9 presenta estos intermedios a una enzima biosintética.

“Total, nuestros análisis presentan COQ9 como modelo nuevo para cómo la naturaleza emplea las proteínas obligatorias del lípido periférico para superar retos hidrofóbicos,” dicen Dal Peraro. “Estos discernimientos en cómo una proteína puede llegar hasta, atar, y presentar un ligand hidrofóbico pueden también informar a nuevas estrategias para tratar los desordenes de la deficiencia del lípido que son recalcitrantes a la suplementación, incluyendo muchas enfermedades CoQ-relacionadas.”

Además, la aproximación integrante usada por los científicos podría servir como modelo para estudiar otros caminos obligatorios de las proteínas del lípido o del metabolismo o de la transmisión de señales de lípido cuya modulación funcional fina en el interfaz del membrana-agua ha estado desafiando históricamente para caracterizar.