Cuantificando los mecanismos de plegamiento de las proteínas
Las proteínas son estructuras tridimensionales (3D) complejas formadas por cadenas de aminoácidos (su estructura primaria). Las cadenas se pliegan y alinean formando capas y hélices (estructura secundaria), y de forma más complicada para formar innumerables configuraciones geométricas relacionadas directamente con sus funciones posteriores (estructuras terciaria y cuaternaria). Se cree que el método por el que una proteína alcanza su configuración final está regido por su paisaje de energía libre. La teoría del paisaje energético estipula que la secuencia primaria de una proteína define su paisaje de energía libre, el cual determina su ruta de plegamiento y las velocidades de plegamiento y desplegamiento. La ruta hasta el estado de equilibrio final de una proteína (así como las propiedades del estado final mismo) está marcado por la topología del paisaje energético. La espectrina es el componente principal de una red de proteínas que recubre la superficie interior de los glóbulos rojos (eritrocitos) y se cree que es responsable de la conservación de su forma (de naturaleza citoesquelética). Conforma un conjunto de tres hélices donde los tres distintos dominios (R15, R16 y R17) se pliegan adoptando su conformación original a velocidades que varían enormemente, a pesar de sus estructuras y propiedades son aparentemente idénticas. Los indicios recabados al respecto apuntan a que la diversidad del relieve del paisaje energético podría explicar las diferentes velocidades de plegamiento. Los dominios de plegamiento lento (R16 y R17) poseen paisajes energéticos accidentados, mientras que el del R15, de plegamiento rápido, es suave. Los conocimientos actuales sobre el nivel de irregularidad del paisaje energético provienen principalmente de modelos teóricos e informáticos. Un equipo de investigadores europeos buscó una forma de investigar directamente el paisaje energético de estos tres dominios de la espectrina. La financiación recabada por el proyecto Spectrinroughness permitió emplear métodos vanguardistas de espectroscopia de moléculas individuales (transferencia de energía de resonancia de Förster para moléculas individuales [smFRET] y espectroscopía de correlación de fluorescencia [FCS]), en combinación con nuevos análisis matemáticos, para cuantificar experimentalmente el nivel de irregularidad del paisaje energético. El proyecto Spectrinroughness ha conseguido ya su primera medición de ciertos parámetros relacionados con el plegamiento en un estado original no plegado. No cabe ninguna duda de que las futuras investigaciones al respecto proporcionarán nuevos datos experimentales y descripciones del nivel de irregularidad del paisaje energético, así como herramientas y aplicaciones relacionadas con técnicas biofísicas para moléculas individuales.
