Los investigadores que utilizan imágenes extremadamente alta resolución han encontrado un interruptor atómico capaz de discriminar el color de una proteína de la membrana bacteriana.
En un artículo publicado Science Express, la página de rápida publicación anticipada de la ciencia, los científicos de la Universidad de Texas Medical School en Houston y la Universidad de California, Irvine, lograron describir la proteína luz-que detecta lo versátil a niveles de resolución inferior a un nanómetro milmillonésima parte de un metro .
"con el uso de alta resolución en cristalografía de rayos X se reveló la parte absorbente de la luz de la proteína estaba presente en dos posiciones alternativas, lo que sugiere que diferentes colores de luz es lo que impulsa esta proteína de ida y vuelta entre dos estados diferentes," dijo el co autor -Directora John L. Spudich, Ph.D., director del Centro para la Biología de la membrana en el Departamento de
Escuela de Medicina de UT de Bioquímica y Biología Molecular.
"Métodos de análisis químicos y espectroscópicos continuación, demostraron que el interruptor, enterrado en el medio de esta proteína de membrana embebido, similar en estructura a nuestros pigmentos visuales, es controlada por el azul frente a la absorción de fotones de naranja". Dijo Spudich.
Esta función hace que la proteína inusual entre la familia de las proteínas sensibles a la luz conocidos como rodopsinas, que están presentes en microbios y animales superiores. En los ojos humanos, la rodopsina es el pigmento que absorbe la luz de las varillas, situada en la retina. El equipo estudió una recién descubierta rodopsina en la membrana de la superficie de la bacteria Anabaena, clasificado como "algas azul-verde" o cianobacterias, que dependen de la fotosíntesis para generar energía.
Tener una sola proteína sensorial capaz de distinguir el color proporcionaría Anabaena con información sobre el color de la luz disponible en su entorno, lo que permite una cosecha más eficiente de la luz para la fotosíntesis, dijo Spudich.
"La comprensión de rodopsinas nos ayuda a entender el gran número de receptores de membrana vinculadas implicadas en la señalización celular que regulan las funciones biológicas", dijo Spudich. A más largo plazo, la novela proteína que se encuentra en Anabaena tiene el potencial para ser utilizado en nano-máquina, tal como un color-sensor; Sin embargo, los autores señalan que esta práctica aplicación es años en el futuro.
En primer autor del artículo es Lutz Vogeley, un estudiante graduado en el Departamento de Irvine UC de Biología Molecular y Bioquímica. Los autores principales son Spudich y Hartmut Luecke, Ph.D., profesor de biología molecular y de la bioquímica y de la fisiología y biofísica en la Universidad de California-Irvine. Los co-autores incluyen Oleg Sineshchekov, Ph.D., de la Universidad Estatal de Moscú, en Rusia, y profesor visitante en el Centro de UT para la Biología de la membrana; e investigador Vishwa Trivedi, Ph.D., y Jun Sasaki, Ph.D., profesor asistente, ambos del Centro de UT para la Biología de Membrana.
"Una de las fronteras clave de la ciencia biomédica en la era genómica es el papel fundamental de las membranas celulares en estados normales de la función celular y la enfermedad", dijo Spudich, quien ocupa la Cátedra Distinguida Robert A. Welch en Química y es profesor en la UT Escuela de Graduados de Ciencias Biomédicas. "Pregunte a prácticamente cualquier investigador y usted encontrará su programa de investigación choca contra una membrana."
Superficies de las membranas de la célula y sus proteínas expuestas son los objetivos más accesibles para el tratamiento de tejidos humanos o destruir los microbios infecciosos señaló. Más del 60 por ciento de los medicamentos diana proteínas de membrana en células humanas y muchas membranas diana antibióticos en patógenos.
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