UABDivulga - Barcelona recerca i innovació

La forma d’una proteïna no és un simple caprici: la determinen l’ordre dels seus aminoàcids, les forces internes que la mantenen unida (com els enllaços d’hidrogen o dihidrògen) i, sobretot, la seva estructura tridimensional, que depèn de l’entorn en què es troba. La forma que adopta està íntimament relacionada amb la seva funció, ja que és la que li permet interactuar amb altres molècules, com passa en processos vitals del cos.

Un dels aspectes més importants —i alhora dels més difícils d’estudiar— és la seva superfície. Encara que sovint la imaginem llisa i uniforme, la realitat és ben diferent: la superfície d’una proteïna és irregular, amb formes complexes i ondulades. A més, aquesta superfície pot canviar segons l’entorn, com ara els ions i les molècules del solvent que l’envolten, cosa que en complica encara més l’estudi.

Tradicionalment, visualitzar una proteïna en el seu estat natural, sense modificar-la, ha estat un gran repte. En el nostre estudi proposem una nova manera d’observar-la: a través del que anomenem la seva “superfície efectiva”, és a dir, com es comporta realment quan interacciona amb altres molècules, especialment l'aigua, com ho faria en unir-se a receptors d’una membrana cel·lular.

Per aconseguir-ho, utilitzem una petita molècula aniònica anomenada [o-COSAN]⁻, molt estable i que no altera l’estructura de la proteïna. Aquesta molècula actua com una mena de “sonda” que s’uneix a parts específiques de la proteïna i ens permet mapar-ne la superfície mitjançant senzilles mesures electroquímiques, sense necessitat de tècniques invasives.

Gràcies a aquesta estratègia, podem identificar quines zones de la proteïna són més reactives o tenen més tendència a interactuar amb altres substàncies. Aquesta informació és molt valuosa per a moltes aplicacions, des del desenvolupament de nous medicaments fins a avenços en biotecnologia.

El més interessant és que [o-COSAN]⁻ “veu” cada proteïna de manera diferent, cosa que ens permet classificar-les segons les característiques úniques de la seva superfície. Així, aquesta molècula es converteix en una eina molt útil per estudiar proteïnes en el seu estat natural.

Tot i que aquest treball s’ha dut a terme al laboratori, estem convençuts que, amb l’ajuda d’algoritmes i models computacionals adequats, podríem arribar a visualitzar aquestes superfícies amb gran detall i alta resolució. Això obriria noves portes a la investigació científica i al disseny de teràpies més precises.

_{Figura 1. a) Representació esquemàtica del rotàmer cis-[o-COSAN]}⁻ _{amb la numeració dels seus vèrtexs i la seva capacitat de formar nano-vesícules a baixa concentració del rotàmer en solució aquosa. b) Dos tipus distintius d'interaccions proteiques modelades a partir dels residus d'aminoàcids bàsics presents a la superfície de la proteïna, utilitzant la sonda aniònica de “molècula petita”: [o-COSAN]}⁻_.