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Hito en el campo de la biología estructural

La proteína es determinante en la percepción del dolor


Científicos de la Universidad de California-San Francisco (UCSF) han determinado con una resolución casi atómica la estructura de una proteína que juega un papel central en la percepción del dolor y el calor, un avance que publica la revista ´Nature´. Hasta ahora, se pensaba que el método utilizado en la nueva investigación, conocido como criomicroscopía electrónica (crio-EM), era incapaz de visualizar las proteínas pequeñas tan al detalle.
Redacción 5 de diciembre de 2013 Enviar a un amigo
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Liderado por los becarios posdoctorales Erhu Cao y Maofu Liao, el trabajo ofrece nuevas ideas a los investigadores de drogas para desarrollar mejores tratamientos para el dolor, además de ser un hito en el campo de la biología estructural, cuyo objetivo es descubrir cómo se construyen físicamente las proteínas con el fin de comprender mejor su función.

"El impacto será amplio", dijo el microscopista electrónico Yifan Cheng, profesor asociado de Bioquímica y Biofísica en UCSF y coautor de los dos documentos que informan sobre la estructura de la proteína, conocida como TRPV1, con una resolución de 3,4 Angstroms. En comparación, una hoja de papel es de aproximadamente 1 millón de Angstroms de espesor.

TRPV1 tiene propiedades únicas que han intrigado a biólogos y el público en general desde que fue identificada por primera vez en 1997 por David Julius, profesor y director del Departamento de Fisiología de la UCSF y coautor de los nuevos documentos resultantes de la crio-EM.

En abundancia en las células nerviosas sensoriales, TRPV1 es un canal iónico: forma poros en la membrana celular a través de los cuales iones como calcio pueden pasar, alterando la propensión de la célula para provocar acciones y transmitir señales a otras neuronas.

Pero a diferencia de otros canales iónicos, TRPV1 responde a cualquiera de los productos químicos o los cambios de temperatura. Por ejemplo, TRPV1 cambiará su forma para abrir su canal en presencia de la capsaicina, el compuesto que aporta el picante de los chiles, y también responderá a las temperaturas lo suficientemente altas como para provocar dolor.

Julius y sus colegas demuestran también que una serie de toxinas que inducen dolor y compuestos inflamatorios derivados de fuentes tan diversas como las toxinas de las arañas y las plantas encienden TRPV1, relaciones por las que los diseñadores de fármacos se han centrado en esta proteína.

El primero de los dos nuevos artículos de ´Nature´ describe la estructura de TRPV1 en su estado de reposo y el segundo muestra cómo el canal TRPV1 cambia de forma cuando se une a una toxina de araña y un compuesto similar a la capsaicina. Las visualizaciones apoyan un modelo de activación de TRPV1 de "dos puertas", en el que las diferentes secciones del canal pueden cambiar la conformación en respuesta a diferentes agentes químicos.

Ahora que se ha visualizado con éxito TRPV1, el equipo espera determinar cómo cambia la proteína cuando se expone al calor, calentando primero la muestra y luego enfriándola rápidamente para escanearla. "Estos documentos informan sobre la estructura de TRPV1, pero también muestran la utilidad de la crio-EM como un método para determinar la estructura y que se trata de una técnica potencialmente muy poderosa para buscar una proteína en múltiples conformaciones", concluye.

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