Glóbulo fundido

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Diagrama de como as proteínas se pregan nas estruturas do seu estado nativo minimizando a súa enerxía libre. O glóbulo fundido é un estado intermedio.

Glóbulo fundido é un termo que se utiliza para describir certo estado da estrutura das proteínas intermedio entre o nativo e o desnaturalizado. O termo "glóbulo fundido" (molten globule) foi acuñado por A. Wada e M Ohgushi en 1983. Encontrouse por primeira vez no citocromo c, o cal conserva unha estrutura secundaria similar á nativa pero sen ter o interior da proteína densamente empaquetado, a baixo pH e alta concentración salina. Para o citocromo c e algunhas outras proteínas, encontrouse que o estado de glóbulo fundido é un "estado termodinámico" claramente diferente do estado nativo e do estado desnaturalizado, o que demostraba por primeira vez a existencia dun terceiro estado (intermedio) de equilibrio.

O uso do termo "glóbulo fundido" ampliouse para incluír varios tipos de estados das proteínas parcialmente pregados, que se encontran cando estas están en condicións suavemente desnaturalizantes como baixo pH (xeralmente pH = 2), desnaturalizantes suaves ou alta temperatura. Os glóbulos fundidos colápsanse e xeralmente teñen unha estrutura secundaria algo similar á nativa, pero unha estrutura terciaria dinámica, como se ve na espectroscopía de dicroísmo circular afastado e próximo, respectivamente. Estas características son similares ás observadas nos estados intermedios transitorios que se encontran durante o pregamento de certas proteínas, especialmente das proteínas globulares que sofren un colapso hidrofóbico, e, por tanto, o termo "glóbulo fundido" úsase tamén para referirse a certos intermediarios formados durante o pregamento de proteínas, que corresponden á estreita rexión do funil de pregamento (folding funnel) superior en enerxía ao estado nativo, pero menor que o estado desnaturalizado. Os conxuntos de glóbulos fundidos examinados durante o pregamento e despregamento das proteínas pénsase que son aproximadamente similares.

A estrutura do glóbulo fundido (MG) crese que carece do empaquetamento apertado das cadeas laterais de aminoácidos que caracterizan ao estado nativo (N) dunha proteína. A transición desde un estado desnaturalizado (U) a un glóbulo fundido podería ser un proceso con dous estados

UMG

ou tamén podería ser unha transición continua, sen cooperatividade e ningún punto de cambio brusco aparente dunha forma á outra. O pregamento dalgunhas proteínas pode modelizarse como un proceso cinético con tres estados:

UMGN

Unha das dificultades no deseño de proteínas de novo é conseguir o empaquetamento das cadeas laterais dos aminoácidos necesario para crear un estado nativo estable en vez dun conxunto de glóbulos fundidos. Dada unha conformación do esqueleto proteico desexada, o empaquetamento das cadeas laterais pode deseñarse usando variacións do algoritmo DEE (eliminación de rúas sen saída ou dead-end elimination)[1]; aínda que o deseño de proteínas con novos pregamentos ten dificultades á hora de utilizar este método debido á ausencia de modelos do esqueleto proteico plausibles.

Notas[editar | editar a fonte]

  1. O algoritmo de eliminación de rúas sen saída (dead-ends) é un método para minimizar unha función sobre un conxunto discreto de variables independentes. A idea básica é identificar "rúas sen saída" ("dead-ends"), é dicir, combinacións "malas" de variables que posiblemente non poden producir o mínimo global para absterse de buscar máis ditas combinacións.
  • Ohgushi M, Wada A (1983). "'Molten-globule state': a compact form of globular proteins with mobile side-chains.". FEBS Lett. 164 (1): 21–24. DOI:10.1016/0014-5793(83)80010-6. PMID 6317443. 
  • Kuroda Y, Kidokoro S, Wada A. (1992). "Thermodynamic characterization of cytochrome c at low pH. Observation of the molten globule state and of the cold denaturation process.". J Mol Biol. 1992 20 (223): 1139–53. PMID 1311387. 
  • Bieri O, Kiefhaber T (2000-12-15). "Kinetic models in protein folding". Mechanisms in Protein Folding (2nd ed.). Oxford, UK: RH Pain. ISBN 0-19-963788-1. 
  • Pande VS, Rokhsar DS (1998). "Is the molten globule a third phase of proteins?". Proc Natl Acad Sci USA 95 (4): 1490–1494. DOI:10.1073/pnas.95.4.1490. PMC 19058. PMID 9465042. //www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?tool=pmcentrez&artid=19058. 
  • Jaremko, M., Jaremko, L., Kim, H.-Y., Cho, M.-K., Schwieters, C. D., Giller, K., Becker, S., Zweckstetter, M. (2013) Cold denaturation of a protein dimer monitored at atomic resolution, Nat. Chem. Biol. 9, 264-270