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El nuevo método ayuda a analizar las proteínas durante procesos dinámicos en las membranas biológicas

Una proporción grande de procesos biológico relevantes ocurre en las membranas. Estudiar la dinámica de estos procesos en tiempo real y sin perturbar el sistema biológico sigue siendo un reto metodológico importante. Las personas llevadas por el Petra Schwille, director en el Max Planck Institute de la bioquímica, y Nicolás Hundt del Luis-Maximilians-Universität München ahora han desarrollado un nuevo método con este fin: Búsqueda Masa-Sensible de la partícula (MSPT). Usando MSPT, los movimientos y las reacciones de proteínas sin etiqueta individuales en las membranas biológicas pueden ser determinados solamente por su Massachusetts.

Los procesos celulares en las membranas son a menudo rápidos y efímeros. Las moléculas montan abreviadamente, se separan otra vez, obran recíprocamente con diversos socios y se mueven a lo largo o a través de la membrana. Es por lo tanto importante no sólo estudiar fotos estáticas de estos procesos, pero también entender su dinámica. ¿Pero cómo se puede esto lograr metódicamente? El Petra Schwille del Max Planck Institute de la bioquímica y Nicolás Hundt de la universidad de Luis Maximilians así como sus personas han desarrollado la partícula Masa-Sensible del método que rastreaba - MSPT, que permite analizar las proteínas durante procesos dinámicos en las membranas.

El punto de partida para los biofísicos era adelantos recientes en la fotometría en masa, que se podría utilizar ya para determinar la masa molecular de moléculas sin etiqueta en la solución. Cuál es nuevo sobre MSPT es que la dinámica de proteínas membrana-asociadas se puede ahora rastrear en su ambiente biológico plausible. En este proceso, las proteínas individuales son determinadas por su masa molecular sin la necesidad de la etiqueta.

Federico Steiert, uno de los primeros autores de la publicación, dice: “Podemos ahora rastrear directamente en las membranas biológicas qué proteínas individuales en masa tienen, cómo se mueven y cómo obran recíprocamente. Esto permite que estudiemos la dinámica de sistemas biológicos minuciosamente.” Analizar procesos dinámicos es determinado importante en biología que tantos procesos en la membrana son transitorios.

Determinación en masa por la dispersión luminosa

¿Qué principios el nuevo método se basa conectado? Cuando la luz pega una partícula, se dispersa la luz. La intensidad de la luz dispersa depende de la masa de la partícula. Los vídeos en los cuales las proteínas individuales en las membranas se hacen directamente visibles se registran con un microscopio. Con el socorro del software de análisis, estas proteínas se pueden rastrear y su señal el dispersar, y así su masa, puede ser resuelta. Esto es actualmente posible para las proteínas con un peso molecular por lo menos del kDa 50, es decir para una parte grande de todas las proteínas sabidas. Otra ventaja del nuevo método de MSPT es que las proteínas no tienen que etiqueta. La etiqueta se puede lograr, por ejemplo, sujetando etiquetas fluorescentes a las moléculas. Sin embargo, la etiqueta plantea el riesgo que las proteínas se podrían empeorar en su función o que las escrituras de la etiqueta fluorescentes podrían blanquear durante el experimento. Usando MSPT, en cambio, los problemas metodológicos que pueden presentarse de la etiqueta se previenen.

Sistema de la proteína de MinDE

Para demostrar el potencial del método para las preguntas biológicas, los biofísicos utilizaron un sistema establecido del laboratorio de Schwille: el sistema de la proteína de MinDE de la bacteria Escherichia Coli (Escherichia Coli). Las proteínas de la mente y de la mina están implicadas en la división celular de Escherichia Coli.

El método permiso que caracterizamos las propiedades de los sistemas dinámicos que no eran previamente mensurables. Esto permitió que no sólo verificáramos estableció conclusión sobre el sistema mínimo, pero también que ganáramos nuevos discernimientos.”

Tamara Heermann, primer autor

Usando MSPT, las personas podían mostrar que los complejos de las proteínas de la mente son más grandes que pensaron inicialmente. Además, los experimentos ofrecen los primeros discernimientos que la mina puede actuar como pedazo que conecta para las proteínas de la mente y que puede iniciar así la baja de la membrana de complejos más grandes.

Como se explica en el nuevo papel, MSPT ofrece los discernimientos valiosos para aclarar procesos dinámicos en las membranas biológicas. Sin embargo, los investigadores están trabajando contínuo en perfeccionar el método incluso más futuro. En el futuro, el método debe también ser aplicable para las proteínas integrales de la membrana y debe permitir la detección incluso de proteínas más pequeñas.

Source:
Journal reference:

Heermann, T., et al. (2021) Mass-sensitive particle tracking to elucidate the membrane-associated MinDE reaction cycle. Nature Methods. doi.org/10.1038/s41592-021-01260-x.