Microscopía electrónica para analizar la estructura de proteínas
La microscopía crioelectrónica (cryo-EM) es una técnica de microscopía electrónica de transmisión que proporciona información sobre la estructura de complejos proteicos simétricos de gran tamaño a una resolución casi atómica. A diferencia de la cristalografía de rayos X, la cryo-EM estudia estos complejos en su entorno fisiológico natural, evitando así los potenciales artefactos generados durante el proceso de cristalización. Sin embargo, la aplicación de la cryo-EM al estudio de proteínas de pequeño tamaño no está exenta de dificultades, debido principalmente a una mala relación señal-ruido que dificulta la selección de partículas y la determinación de la orientación. Para abordar y dar una respuesta a este problema, los socios del proyecto financiado por la Unión Europea EM-FRAME (DNA-origami scaffolds for structure determination by single particle analysis) se propusieron unir proteínas a matrices tridimensionales de gran tamaño creadas con origami de ADN. El origami de ADN es un término empleado para designar estructuras rectangulares huecas que contienen una doble hélice de ADN en su interior para favorecer el anclaje de proteínas de unión a ADN. Aprovechando la característica helicoidal del ADN, es posible rotar la orientación de las proteínas unidas y obtener datos experimentales sobre su conformación. Para lograr una mejor selección de partículas, los investigadores desarrollaron nuevos detectores directos de electrones, que proporcionaban imágenes con mejor contraste y que facilitaban en gran medida la selección de partículas. Estos mejoraron la resolución aún más gracias al desarrollo de un método de procesamiento de imágenes que emplea filmaciones de los nuevos detectores directos de electrones para corregir los movimientos de la muestra. El rendimiento global del método optimizado fue validado determinando la estructura tanto del ribosoma mitocondrial de células humanas y de levadura como del ribosoma citoplasmático de P. falciparum a una resolución casi atómica. La aplicación sistemática del método desarrollado por EM-FRAME debería ayudar a determinar la conformación y la función de un gran número de proteínas humanas.
Palabras clave
Proteína, estructura, microscopía crioelectrónica, resolución, origami de ADN
