Ciertas proteínas conocidas por estar asociadas con el envejecimiento y enfermedades relacionadas con la edad tales como la enfermedad de Alzheimer y el cáncer también tienen un alto riesgo de desestabilización causada por la oxidación. Este hallazgo por un equipo de investigadores del Centro de Biología Laufer y de Física cuantitativa de la Universidad Stony Brook proporciona una comprensión de cómo el daño, que es un proceso natural de envejecimiento oxidativo en las células, afecta a las proteínas. También podría ser una base para una mejor comprensión de las enfermedades relacionadas con la edad. El estudio, titulado «Proteínas altamente cargadas: el talón de Aquiles de la proteica del envejecimiento» está publicado en línea y programado para la edición de febrero 2 de la revista Structure.

Cuando se rondan los 80 años de edad, aproximadamente la mitad de las proteínas del cuerpo están dañadas por la oxidación. La oxidación se produce debido a las degradaciones químicas aleatorias que están asociadas con la conversión de los alimentos en energía en presencia de oxígeno. La oxidación en el cuerpo humano, está mediada por los radicales libres,  proteínas, lípidos, ADN y otras estructuras celulares que contribuyen a los procesos de enfermedad. 

Las proteínas podrían llegar a ser la clave para tratamientos dirigidos contra ciertas enfermedades relacionadas con la edad

El equipo de investigación de Stony Brook, ha utilizado principios físicos y análisis por ordenador para evaluar la electrostática de la proteína, o sus cargas. Encontraron que, las proteínas cortas altamente cargadas son particularmente susceptibles a la desestabilización y que incluso un solo evento de oxidación dentro de estas proteínas es suficiente para desplegar su estructura habitual.

La sensibilidad a la desestabilización oxidativo en proteínas de alto riesgo se debe a la fuerte potencial electrostático en su superficie

La sensibilidad a la desestabilización oxidativa en proteínas de alto riesgo se debe al fuerte potencial electrostático en su superficie

Curiosamente, encontraron que las proteínas de mayor riesgo para el desdoblamiento oxidativo incluye 20 proteínas que abarcan un amplio espectro de funcionalidades, todas los cuales habían sido conocidos por los investigadores anteriormente al estar asociadas con el envejecimiento.

La lista de proteínas incluye proteínas de la telomerasa, que desempeñan un papel importante en el envejecimiento de las células y el desarrollo del cáncer mediante la extensión de los telómeros. También incluye las histonas, que son proteínas de unión al ADN conocidas por ser relevantes para muchos procesos, incluyendo la pérdida de memoria y el cáncer.

El mecanismo proporciona una base para que los científicos comprendan mejor cómo la oxidación causa daño a las proteínas en las células del envejecimiento. El equipo seguirá utilizando el método de búsqueda en otras bases de datos de proteínas para dar con proteínas adicionales que puedan ser importantes para el envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad.

Imagen: De derecha a izquierda. El autor principal Kenneth Dill, y los coautores,  Michael Hazoglou y Adam de Graff.

Artículo original: Structure 24, 329–336, February 2, 2016 

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