Saltar ao contido

Cambio conformacional

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Cambios conformacionais poden provocar o movemento dun complexo proteico. A quinesina que "camiña" sobre un microtúbulo é unha máquina biolóxica molecular usando dinámica de dominios de proteínas a nanoescala.

En bioquímica, un cambio conformacional é un cambio na forma dunha macromolécula, xeralmentne inducida por factores ambientais.

Unha macromolécula é normalmente flexible e dinámica. A súa forma pode cambiar en resposta a cambios no seu ambiente ou outros factores; cada posible forma denomínase conformación, e unha transición entre elas é un cambio conformacional. Entre os factores que poden inducir tales cambios están temperatura, pH, voltaxe, luz (nos cromóforos), concentración de ións, fosforilación ou a unión dun ligando. Estes factores poden orixinar, por exemplo, cambios de ionización na molécula ou cambios nalgúns enlaces (por exemplo, pontes disulfuro ou de hidróxeno) que fan que a estrutura da molécula cambie. As transicións entre estes estados acontecen a diversas escalas espaciais (de decenas de Å a nm) e de tempo (de ns a s), e foron ligados fiuncionalmente a fenómenos relevantes como a sinalización alostérica[1] e catálise encimática.[2]

Análise de laboratorio

[editar | editar a fonte]

Moitas técnicas biofísicas, como a cristalografía, resonancia magnética nuclear (RMN), resonancia paramagnética electrónica (RPE) usando técnicas de etiqueta de espín, dicroísmo circular, intercambio de hidróxeno e FRET poden utilizarse para estudar os cambios conformacionais macromoleculares. A interferometría de polarización dual é unha técnica que pode proporcionar información sobre cambios conformacionais en biomoléculas.[3]

Unha técnica óptica non-linear específica chamada xeración de segundo harmónico (SHG, do inglés second-harmonic generation) aplicouse recentemente ao estudo do cambio conformacional en proteínas.[4] Neste método, sitúase unha sonda que é activa no segundo harmónico nun sitio que experimenta un movemento na proteína por mutaxénese ou unión non específica de sitio, e a proteína é adsorbida ou inmobilizada especificamente a unha superficie. Un cambio na conformación da proteína produce un cambio na orientación neta da tinguidura e relación ao plano da superficie e, por tanto, a intensidade do feixe do segundo harmónico. Nunha mostra proteica cunha orientación ben definida, o ángulo de inclinación da sonda pode determinarse cuantitativamente, en espazo real e tempo real. Os aminoácidos non naturais activos no segundo harmónico poden usarse tamén como sondas.[5]

Outro método aplica biosuperficies electrocambiantes (electro-switchable biosurfaces); nel sitúanse proteínas no extremo de curtas moléculas de ADN que son despois arrastradas por unha solución tampón pola aplicación de potenciais eléctricos alternantes. Medindo as súas velocidades, as cales dependen en último extremo da súa fricción hidrodinámica, poden visualizarse os cambios conformacionais.[6][7]

Poden unirse ás proteínas "nanoantenas" feitas de ADN, un novo tipo de antena óptica a nanoescala, para producir un sinal por fluorescencia segundo os distintos cambios de conformación.[8][9]

Análise computacional

[editar | editar a fonte]

A cristalografía de raios X pode proporcionar información sobre cambios na conformación a nivel atómico, pero o custo económico e dificultade de tales experimentos fai que os métodos computacionais sexan unha alternativa atractiva.[10] A análise modal normal con modelos de redes elásticas, como o modelo de rede Gaussiana, pode utilizarse para sondar as traxectorias da dinámica molecular, así como as estruturas coñecidas.[11][12] ProDy é unha feramenta moi usada para esa análise.[13]

Exemplos

[editar | editar a fonte]

Os cambios conformacionais son importantes para:

Notas

[editar | editar a fonte]
  1. ↑ Bu Z, Callaway DJ (2011). "Proteins move! Protein dynamics and long-range allostery in cell signaling". Protein Structure and Diseases. Advances in Protein Chemistry and Structural Biology 83. pp. 163–221. ISBN 9780123812629. PMID 21570668. doi:10.1016/B978-0-12-381262-9.00005-7. 
  2. ↑ Fraser JS, Clarkson MW, Degnan SC, Erion R, Kern D, Alber T (decembro de 2009). "Hidden alternative structures of proline isomerase essential for catalysis". Nature 462 (7273): 669–73. Bibcode:2009Natur.462..669F. PMC 2805857. PMID 19956261. doi:10.1038/nature08615. 
  3. ↑ Freeman NJ, Peel LL, Swann MJ, Cross GH, Reeves A, Brand S, Lu JR (2004-06-19). "Real time, high resolution studies of protein adsorption and structure at the solid–liquid interface using dual polarization interferometry". Journal of Physics: Condensed Matter 16 (26): S2493–S2496. Bibcode:2004JPCM...16S2493F. ISSN 0953-8984. doi:10.1088/0953-8984/16/26/023. 
  4. ↑ Salafsky JS, Cohen B (novembro de 2008). "A second-harmonic-active unnatural amino acid as a structural probe of biomolecules on surfaces". The Journal of Physical Chemistry B 112 (47): 15103–7. PMID 18928314. doi:10.1021/jp803703m. 
  5. ↑ Young TA, Moree B, Butko MT, Clancy B, Geck Do M, Gheyi T, Strelow J, Carrillo JJ, Salafsky J. Second-Harmonic Generation (SHG) for Conformational Measurements: Assay Development, Optimization, and Screening. Methods Enzymol. 2018;610:167-190. doi: 10.1016/bs.mie.2018.09.017. Epub 2018 Oct 19. PMID: 30390798.
  6. ↑ Dynamic biosensors. Biophysical Analysis with Electro-Switchable Biosurfaces
  7. ↑ Rant, Ulrich. (2012). Sensing with electro-switchable biosurfaces. Bioanalytical Reviews. 4. 10.1007/s12566-012-0030-0.
  8. ↑ "Chemists use DNA to build the world's tiniest antenna". University of Montreal (en inglés). Consultado o 19 de xaneiro de 2022. 
  9. ↑ Harroun, Scott G.; Lauzon, Dominic; Ebert, Maximilian C. C. J. C.; Desrosiers, Arnaud; Wang, Xiaomeng; Vallée-Bélisle, Alexis (xaneiro de 2022). "Monitoring protein conformational changes using fluorescent nanoantennas". Nature Methods (en inglés) 19 (1): 71–80. ISSN 1548-7105. PMID 34969985. doi:10.1038/s41592-021-01355-5. 
  10. ↑ Kim Y, Bigelow L, Borovilos M, Dementieva I, Duggan E, Eschenfeldt W, et al. (2008-01-01). "Chapter 3. High-throughput protein purification for x-ray crystallography and NMR". Advances in Protein Chemistry and Structural Biology 75: 85–105. PMC 3366499. PMID 20731990. doi:10.1016/S0065-3233(07)75003-9. 
  11. ↑ Tang QY, Kaneko K (febreiro de 2020). "Long-range correlation in protein dynamics: Confirmation by structural data and normal mode analysis". PLOS Computational Biology 16 (2): e1007670. Bibcode:2020PLSCB..16E7670T. PMC 7043781. PMID 32053592. doi:10.1371/journal.pcbi.1007670. 
  12. ↑ Zheng W, Doniach S (novembro de 2003). "A comparative study of motor-protein motions by using a simple elastic-network model". Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 100 (23): 13253–8. Bibcode:2003PNAS..10013253Z. PMC 263771. PMID 14585932. doi:10.1073/pnas.2235686100. 
  13. ↑ Bakan A, Meireles LM, Bahar I (xuño de 2011). "ProDy: protein dynamics inferred from theory and experiments". Bioinformatics 27 (11): 1575–7. PMC 3102222. PMID 21471012. doi:10.1093/bioinformatics/btr168. 
  14. ↑ Ponte-Sucre A, ed. (2009). ABC Transporters in Microorganisms. Caister Academic. ISBN 978-1-904455-49-3. 
  15. ↑ Kamerlin SC, Warshel A (maio de 2010). "At the dawn of the 21st century: Is dynamics the missing link for understanding enzyme catalysis?". Proteins 78 (6): 1339–75. PMC 2841229. PMID 20099310. doi:10.1002/prot.22654. 
  16. ↑ Howard J (2001). Mechanics of motor proteins and the cytoskeleton (1st ed.). Sunderland, MA: Sinauer Associates. ISBN 9780878933334. 
  17. ↑ Callaway DJ, Matsui T, Weiss T, Stingaciu LR, Stanley CB, Heller WT, Bu Z (abril de 2017). "Controllable Activation of Nanoscale Dynamics in a Disordered Protein Alters Binding Kinetics". Journal of Molecular Biology 429 (7): 987–998. PMC 5399307. PMID 28285124. doi:10.1016/j.jmb.2017.03.003. 
  18. ↑ Hille B (2001) [1984]. Ion Channels of Excitable Membranes (3rd ed.). Sunderland, Mass: Sinauer Associates, Inc. pp. 5. ISBN 978-0-87893-321-1. 
  19. ↑ Nicholl ID, Matsui T, Weiss TM, Stanley CB, Heller WT, Martel A, et al. (agosto de 2018). "α-Catenin Structure and Nanoscale Dynamics in Solution and in Complex with F-Actin". Biophysical Journal 115 (4): 642–654. Bibcode:2018BpJ...115..642N. PMC 6104293. PMID 30037495. doi:10.1016/j.bpj.2018.07.005. hdl:2436/621755. 
  20. ↑ Donald V (2011). Biochemistry. Voet, Judith G. (4ª ed.). Hoboken, NJ: John Wiley & Sons. ISBN 9780470570951. OCLC 690489261. 
  21. ↑ Kimball's Biology pages Arquivado 2009-01-25 en Wayback Machine., Cell Membranes
  22. ↑ Singleton P (1999). Bacteria in Biology, Biotechnology and Medicine (5ª ed.). Nova York: Wiley. ISBN 978-0-471-98880-9. 

Véxase tamén

[editar | editar a fonte]

Outros artigos

[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas =

[editar | editar a fonte]
Obtido de «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Cambio_conformacional&oldid=7035493»