Unos científicos arrojan luz sobre la estructura de una enzima metabólica fundamental
La enzima transhidrogenasa, también conocida como nicotinamida nucleótido transhidrogenasa (NNT), tiene un papel crucial en la regulación de los procesos metabólicos de animales y humanos. Es parte de un proceso que es clave para mantener sanas las células y además se la ha relacionado con enfermedades como la diabetes y el cáncer. Con el apoyo del proyecto ISTScholar, financiado con fondos europeos, unos científicos han visualizado y analizado la estructura atómica de esta enzima. Los resultados de su estudio se publicaron en la revista «Nature». El estudio es considerado un paso importante hacia el desarrollo de nuevas terapias relacionadas con alteraciones metabólicas, lo que incluye el síndrome metabólico y algunos tipos de cáncer. En una nota de prensa publicada en «EurekAlert!», se explica el papel de la NNT en el bombeo de protones a través de la membrana de las mitocondrias, unos orgánulos presentes en la mayoría de las células del cuerpo y que actúan como central energética. «La NNT se sitúa en la membrana de la mitocondria y utiliza el gradiente de protones electroquímico generado por la respiración celular para proporcionar a la mitocondria la cantidad justa de la coenzima NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato), un precursor metabólico fundamental. El funcionamiento adecuado de la NNT es crucial para la regulación metabólica en todos los animales, incluidos los humanos». «La carencia de NNT provoca deficiencia de glucocorticoides familiar en humanos y anomalías metabólicas en ratones, similares a las que se observan en la diabetes tipo II», según se señala en el artículo. Para comprender mejor el proceso que conlleva la «transferencia coordinada de protones a través de la membrana y la síntesis de la NADPH», los investigadores han analizado en detalle la estructura atómica de la enzima NNT mediante un extensivo procesamiento de imágenes, utilizando la criomicroscopía electrónica. Según se apunta en la nota de prensa, esto se consiguió «en una escala que les permitió identificar los principios estructurales de la activación del canal de la enzima y así obtener una mayor comprensión de su funcionamiento (y de su mal funcionamiento)».
Nueva tecnología
Citado en la nota de prensa, el autor principal, Domen Kampjut, explica el proceso: «Se ha estudiado la NNT durante varias décadas, pero los métodos de imaginología tradicionales, como la cristalografía de rayos X, no han conseguido ofrecer una visión detallada de su estructura porque es extremadamente dinámica. Además, el estudio de las proteínas de membrana, como la NNT, es especialmente complejo, ya que son frágiles y difíciles de purificar en las grandes cantidades necesarias para la cristalografía. De este modo, solo mediante la criomicroscopía electrónica pudimos ver finalmente con claridad cómo funciona la transferencia de protones y con ello descubrir la pieza que faltaba en el camino para comprender qué hacer si no funciona». El proyecto en curso ISTScholar (International IST Doctoral Program), que proporcionó la financiación para el estudio de la NNT, fue creado para ofrecer formación doctoral en biología, neurociencia, informática, matemáticas, física y otras áreas interdisciplinares relevantes. De su coordinación se encarga el Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria, un instituto de investigación que ofrece becas doctorales en inglés y se centra en la investigación fundamental en los ámbitos de las ciencias naturales y matemáticas. Para obtener más información, consulte: Sitio web del proyecto ISTScholar
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