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Capturing kinase-substrate pairs in intact mammalian cells by using unnatural amino acid mutagenesis and photocrosslinking

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Interacción de proteínas en tiempo real

En el marco de un estudio europeo se diseñó un método innovador para investigar la interacción de proteínas y ligandos en las células. El método se basa en la introducción de aminoácidos especializados en las proteínas con el fin de aislar los complejos de proteínas y ligandos.

Salud

Las proteínas desempeñan una función fundamental en la mayoría de los procesos celulares y la mediación de sus funciones generalmente implica interacciones con otras proteínas. En consecuencia, es muy deseable contar con nuevos métodos para estudiar las interacciones entre proteínas en las células. En vistas de ello, el proyecto financiado por la Unión Europea KINASE CROSSLINKING (Capturing kinase-substrate pairs in intact mammalian cells by using unnatural amino acid mutagenesis and photocrosslinking) se propuso introducir aminoácidos activados por fotones en proteínas con el fin de estudiar su interacción con otras moléculas. Bajo irradiación ultravioleta, estos aminoácidos pueden entrecruzar la proteína con su sustrato. En particular, los científicos se interesaron por las quinasas, que son las enzimas que fosforilan a las proteínas y desempeñan una función decisiva en las vías de transducción. En primer lugar, desarrollaron un sistema de expresión versátil y novedoso que permitió la producción recombinante de proteínas modificadas genéticamente con derivados de la tirosina activados con fotones. Para mantener la estructura de la proteína, los científicos analizaron la idoneidad de diferentes ubicaciones en la proteína quinasa, tanto en la cavidad catalítica como en su proximidad, para incorporar el agente de entrecruzamiento. Como estudio preliminar de eficacia se analizó la interacción entre el receptor acoplado a la proteína G de clase B (GPCR), el receptor de tipo 1 de liberación de corticotropina (CRF1R) y su ligando peptídico Urocortina-I (Ucn1). La introducción de un aminoácido fotoactivado en CRF1R permitió conocer los determinantes moleculares responsables de la activación del GPCR mediada por ligandos. Mediante la modificación de la ubicación de los aminoácidos activados por fotones, los científicos obtuvieron un mapa panorámico de la cavidad de fijación de péptidos así como conocimientos estructurales del propio receptor. Como los GPCR son dianas farmacológicas muy importantes, la información obtenida permitirá comprender la función de los GPCR y diseñar nuevos fármacos. Los próximos planes para el consorcio incluyen la aplicación del método para estudiar la interacción de los componentes de señalización de NF-kb. En resumen, el método desarrollado permite la evaluación directa y en tiempo real de las interacciones de las proteínas y ligandos en las células y sirve para complementar los datos de cristalografía sobre la estructura y función proteica.

Palabras clave

Proteína, ligando, quinasa, aminoácidos activados por fotones, GPCR, Ucn1

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