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Los investigadores determinan las acciones recíprocas atómicas que estabilizan las proteínas fase-cambiantes

La mayor parte de las proteínas bienes estudiado en nuestras carrocerías son como el metal; algunos pueden desformar fácilmente, como el papel de aluminio, y otros son rígidos, como los haces de acero, pero tienen típicamente una estructura sólida, bien definida. Muchas otras proteínas esenciales están más bién el agua -- capaz de cambiar fase de líquido al hielo sólido.

Una de estas proteínas fase-cambiantes importantes se llama FUS. En células sanas, los interruptores de FUS entre conectar difusamente y la condensación en gotitas líquidas con otras proteínas para hacer, corrigen y entregan las heliografías para la producción de la proteína. Sin embargo, FUS también tiene una fase sólida” o del agregado “que se ha encontrado en algunas personas con los casos severos de la esclerosis lateral amiotrófica (ALS) y de un tipo de demencia frontotemporal llamada demencia.

Las personas de los investigadores llevados por Nicolás Fawzi, profesor adjunto en el departamento de la farmacología, de la fisiología y de la biotecnología moleculares en Brown University, utilizaron una combinación de técnicas para determinar las acciones recíprocas atómicas que estabilizan el líquido, con todo “condensó” la fase de FUS.

Qué queremos entender es los detalles atómicos de estas acciones recíprocas de modo que sepamos qué clase de tratamientos serían importantes para el ALS y otras enfermedades. Primero necesitamos conocer las diferencias estructurales entre la forma normal y la forma de la enfermedad, así que sabemos adónde poner en una llave de tuercas para pararla. No podemos diseñar una droga para atar algo cuando no conocemos lo que parece.”

Nicolás Fawzi, autor Co-Correspondiente, afiliado con el instituto de Carney para la ciencia de cerebro

Las conclusión fueron publicadas el lunes 1 de julio, en la biología estructural y molecular de la naturaleza del gorrón.

Fawzi dijo que usted puede pensar en las gotitas líquidas condensadas que FUS puede formar dentro de las células como algo como la condensación esa formas sobre un cristal frío en un día húmedo. Las gotitas de agua y el aire húmedo contienen las moléculas de agua, pero son en fases distintas.

Además de su implicación en el ALS -- Lou Gehrig's Disease común llamado -- la región desordenada de FUS se sabe para ser asociada a algunos tipos de cáncer incluyendo el sarcoma de Ewing, Fawzi dijo. De hecho, las siglas FUS representan fundido en sarcoma.

Usando una combinación de la espectroscopia de resonancia magnética (NMR) nuclear, de la espectroscopia y del modelado de cómputo, las personas de Raman de Fawzi incluyendo el estudiante doctoral Anastasia Murthy, el autor importante de Brown en el estudio, encontrado que las acciones recíprocas entre una región desordenada de FUS en las gotitas líquidas condensadas son muy variadas y dinámicas, él dijo. FUS no forma ninguna elementos estructural tradicional. Sin embargo, acciones recíprocas atómicas múltiples -- incluyendo ésos formó por los aminoácidos específicos dentro de la proteína, a saber glutamina y tirosina -- mantenga la naturaleza condensada con todo desordenada de FUS.

El conocimiento de estas acciones recíprocas moleculares -- cuáles son distintos de las acciones recíprocas en la fase global neurodegeneration-asociada -- la fuerza se utilice algún día para conducir el revelado de la terapéutica que una agregación enfermedad-asociada más trasera o soporta las acciones recíprocas condensadas normales de la fase.

Además, la combinación de las personas de Fawzi de las técnicas usadas para destapar las acciones recíprocas atómicas de FUS se podría utilizar por otros científicos que estudiaban las proteínas intrínseco desordenadas que también forman el líquido o el macizo condensó formas, tales como Huntington, Parkinson, enfermedades del prión y diabetes tipo II además del ALS.

“Hicimos estos experimentos del RMN de una nueva manera que permitió que miráramos explícitamente qué átomos en una proteína están obrando recíprocamente con los átomos en otra proteína de FUS,” Fawzi dijo. “Cuento con que la gente comience a hacer experimentos como esto porque ofrece más garantía y detalle en los contactos entre las proteínas intrínseco desordenadas. Las proteínas desordenadas hacen toda clase de cosas importantes, y no sabemos realmente trabajan normalmente. Cuando salen mal, no conocemos realmente qué está continuando.”

Planes de Fawzi a continuar el estudiar de FUS. Específicamente, él quiere estudiar la proteína entera, no apenas la región intrínseco desordenada que era el foco primario de este papel, en tubos de ensayo así como en células vivas. Él también proyecta aplicar esta combinación de técnicas para continuar el estudiar de las acciones recíprocas moleculares de otras proteínas desordenadas neurodegeneration-asociadas tales como hnRNPA2 y TDP-43.

Además de Fawzi y de Murthy, otros autores en el papel incluyen Gregory Dignon, Gül Zerze y Jeetain Mittal de la universidad de Lehigh que conducto el modelado de la computador; y Yelena Kan y Sapun Parekh de la Universidad de Texas en Austin que llevó la investigación de la espectroscopia de Raman.

Source:
Journal reference:

Murthy, C. et al. (2019) Molecular interactions underlying liquid−liquid phase separation of the FUS low-complexity domain. Nature Structural and Molecular Biology. doi.org/10.1038/s41594-019-0250-x .