Revelen el poliglotisme d'una proteïna bàsica en comunicació cel·lular

Fragment de la proteïna G que canvia de forma depenent de la proteïna a la qual es troba unida.

Fragment de la proteïna G que canvia de forma depenent de la proteïna a la qual es troba unida.


L'alternança en les formes de la proteïna G ofereix noves possibilitats per a la creació de fàrmacs específics.

Les cèl·lules conviuen amb el medi que els envolta i responen a tot el que passa en ell. A la transmissió d'informació de l'exterior a l'interior de les cèl lules participen sovint les proteïnes G, que són capaces de parlar amb diferents molècules per desencadenar respostes cel lulars específiques. Investigadors de l'IRB Barcelona liderats per Ernest Giralt, catedràtic del Departament de Química Orgànica de la UB, i en col.laboració amb la Rochester University, la Brigham Young University i la Universitat de Barcelona han revelat on resideix la capacitat políglota de la proteïna G. El treball s'ha publicat a la revista Proceedings of the National Academies of Sciences (PNAS).

En el viatge de la informació de l'exterior a l'interior de les cèl.lules participen freqüentment tres components. El primer d'ells són els receptors GPCR (Receptors Acoblats a Proteïnes G), encaixats en les membranes que envolten les cèl·lules i que disposen d'una part exterior a la qual s'uneixen molècules i una part interior que comunica el senyal. El segon component són les proteïnes G, que estan a la part interior de la membrana, detecten aquesta unió molècula-receptor i envien ordres al tercer component de la cadena. Aquest tercer component el formen el conjunt de molècules efectores que provoquen les respostes apropiades en cada cas. "Imaginem que algú truca a l'intèrfon de la senyora Pepeta i li diu que està començant a ploure. Aquest algú seria la molècula externa que s'uneix al receptor. L'intèrfon que comunica l'exterior amb l'interior seria el receptor al qual s'uneix la proteïna G, i la senyora Pepeta representaria la proteïna G que prem el botó per pujar el tendal. Finalment, aquest botó seria la molècula efectora que en aquest cas s'encarrega de pujar el tendal ", il·lustra Giralt.

El "ball" de la proteïna G

Una de les preguntes que es fan els científics és com la mateixa proteïna G és capaç de generar respostes diferents en funció de les senyals rebudes. En el present treball els investigadors mostren que la subunitat βγ de la proteïna G adopta diferents estructures tridimensionals en funció de la molècula efectora a la qual està unida. "La proteïna G és com una ballarina que adopta diferents formes segons la seva parella de ball", diu Giralt. Els investigadors creuen que aquesta variabilitat en l'estructura tridimensional provoca unes respostes cel.lulars o altres depenent del context. Per a l'obtenció d'aquests resultats els científics han utilitzat una tècnica innovadora basada en la Ressonància Magnètica Nuclear (RMN), que a manera d'empremta dactilar detecta l'energia de cada un dels àtoms que conformen les molècules. Aquesta nova tècnica, desenvolupada prèviament al laboratori de Giralt, ha permès estudiar l'estructura i dinàmica de la proteïna G en solució, estat natural en què es troba dins de les cèl·lules.

Alteracions en la transmissió de la informació a través de les proteïnes G poden provocar càncer o malalties inflamatòries. Fins al moment els fàrmacs utilitzats en el tractament d'algunes d'aquestes malalties s'uneixen als GPCR o a les molècules efectores. El futur d'aquestes investigacions consistirà en conèixer les formes exactes de la proteïna G i el seu número, el que permetrà crear nous fàrmacs que bloquegin respostes perjudicials per a les cèl·lules d'una forma específica.

Nuria Noriega

Article de referència:
NMR analysis of G-protein {beta}{gamma} subunit complexes reveals a dynamic G{alpha}-G{beta}{gamma} subunit interface and multiple protein recognition modes
Smrcka AV, Kichik N, Tarragó T, Burroughs M, Park MS, Itoga NK, Stern HA, Willardson BM, Giralt E.
Proc Natl Acad Sci U S A. 2009; doi:10.1073/pnas.0909503107