La estructura molecular de las chaperonas

Determinar la función de una proteína requiere a menudo la descripción de su estructura molecular.

Bajo condiciones estresantes como la exposición a cambios de temperatura o luz ultravioleta, nuestras células responden mediante la expresión de una familia de proteínas conocidas como proteínas de choque térmico (HSPs). Muchos miembros de esta familia actúan como chaperonas, es decir, ayudan al plegamiento o al replegamiento de proteínas que resultan dañadas durante el estrés. Este mecanismo impide la agregación de proteínas, un fenómeno que puede conducir a la aparición de varias condiciones patológicas como la enfermedad de Alzheimer. Las HSP de pequeño tamaño son un nuevo miembro de la familia de las HSP que intervienen cuando otras proteínas clave de la familia como la HSP90 están inactivas. Esta primera línea de contención frente a la agregación de proteínas ha atraído el interés de la comunidad científica y ha motivado la descripción de nuevas funciones para las HSP, incluyendo la protección tumoral frente a agentes quimioterapéuticos. Además, se han vinculado determinadas mutaciones tanto con neuropatías congénitas periféricas como con la miopatía miofibrilar y las cataratas. Los socios del proyecto financiado por la Unión Europea SHSPCOMPLEX (Structural studies of human small heat shock proteins and their complexes) se centraron en el estudio de la HSPB6 y en la descripción de su estructura molecular. Dado que no es posible obtener la estructura cristalina de la proteína completa, los investigadores siguieron un método híbrido. Estos expresaron un fragmento de la proteína que se corresponde con el domino cristalino alfa en E. coli y, seguidamente, determinaron su estructura tridimensional. También se emplearon varios mutantes de la proteína para mejorar la resolución atómica de la estructura de la HSPB6. Empleando algoritmos específicos, los investigadores fueron capaces de obtener todos los modelos biológicamente relevantes para HSPB6. Estos determinaron que la HSPB6 actúa como un dímero en disolución y que su actividad dependía en gran medida de los residuos de una región muy conservada. Los socios también lograron identificar una región localizada en el extremo N-terminal de esta proteína que era necesaria para prevenir la agregación de diferentes sustratos estándar. Durante el transcurso del proyecto también se descubrieron miembros diméricos de la superfamilia sHSP en bacterias y en plantas. Esto refuerza la importancia de estas moléculas en diferentes especies y mejora la aplicabilidad de los resultados del proyecto SHSPCOMPLEX. La manipulación de la familia de proteínas sHSP podría ser beneficiosa no solo como estrategia terapéutica frente al cáncer, sino también como un método para contrarrestar el efecto del estrés.