Durant molt de temps s'havia considerat que les proteïnes s'havien de plegar en una estructura determinada per tenir una funció concreta. A la darrera dècada, aquesta creença s'ha qüestionat atès que ha quedat clar que hi ha moltes regions importants en les proteïnes que no tenen una estructura permanent.

Aquestes proteïnes s'anomenen proteïnes intrínsecament desordenades, o IDPs i romanen en gran part no estructurades assemblant polímers a l'atzar de manera similar a proteïnes no plegades. Les IDPs formen part de més del 50 % de les proteïnes dels organismes superiors (eucariotes) i duen a terme un munt de funcions biològiques dins les cèl·lules. Sovint aquest tipus de proteïnes es troben associades a malalties humanes, com ara el càncer.

Un estudi que es publica el 28 d'octubre, a la revista Nature Communication,  descriu per primera vegada un efecte fins ara desconegut relacionat amb com interaccionen les proteïnes entre sí, la qual cosa pot ser rellevant per al disseny de noves estratègies terapèutiques.

El treball ha estat coordinat per Gianni De Fabritiis , investigador ICREA del Departament de Ciències Experimentals i de la Salut (CEXS) de la UPF i cap del Laboratori de Biofísica Computacional del GRIB (UPF-IMIM), en col·laboració amb Nathaniel Stanley, membre del seu equip i primera signant i Santiago Esteban-Martin, investigador del Barcelona Supercomputing Center (BSC) de l'Institut per a la Recerca en Biomedicina (IRB). 

La fosforilació modula la manera com interactuen les proteïnes

Les cèl·lules tenen moltes maneres de modificar els IDPs i les seves interaccions, però els mecanismes específics pels quals això es duu a terme, encara no són completament coneguts. Per exemple, se sap que la fosforilació, té un paper clau en molts processos de transducció o transmissió de senyals i que és una reacció química que té lloc en els alguns dels dominis de les proteïnes intrínsecament desordenades.

Segons ha manifestat Gianni De Fabritiis, "en el treball que hem dut a terme al nostre laboratori es mostra que una modificació en una IDP coneguda com a domini quinasa induïble (KID),  no només modula la forma que adoptarà la proteïna sinó també el temps que tardarà en fer el canvi".

Mentre que la fosforilació se sabia que canviava lleugerament la conformació de la proteïna, l'efecte cinètic era desconegut. "L'estudi demostra que la fosforilació de la proteïna es bloqueja en un estat que permet que la unió amb una altra proteïna sigui més fort, simplement augmentant el temps en què la proteïna està bloquejada, és a dir, aquest temps intermedi li permet augmentar l'afinitat d'unir-se a una altra proteïna", ha explicat Fabritiis.

És la primera vegada que aquest efecte ha estat observat i pot ser de rellevant importància en altres interaccions entre proteïnes.  Per tant, aquest descobriment és rellevant tant en teoria com a la pràctica. Des d'un punt de vista pràctic, tenir una comprensió més completa d'aquests processos pot ajudar a dissenyar noves i millors estratègies terapèutiques. Saber com una mutació canvia la interacció natural d'una proteïna amb altres proteïnes, obre la possibilitat d'esmenar el canvi i dissenyar un nou tipus d'estratègia terapèutica per tractar malalties.

Article de referència:

Nathaliel Stanley, Santiago Esteban-Martín i Gianni De Fabritiis (2014), "Kinetic modulation of a disordered protein domain by phosphorylation", Nature Communication, 28 d'octubre.

Altres e-notícies de recerca relacionades:

Simulen per primera vegada un pas clau en la maduració del virus de la SIDA