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Bioquímica
Filmando una Reacción
Biológica Ultra-Rápida
25
de Junio de 2003.
 Un
equipo de científicos americanos, en colaboración con el personal de la
European Synchrotron Radiation Facility, han conseguido filmar el
comportamiento de una proteína con un detalle sin precedentes. La
proteína es la molécula mioglobina, que al almacenar oxígeno juega un
papel esencial en la producción de energía en los músculos.
Para registrar los movimientos de la citada proteína se emplearon
destellos ultra-cortos de rayos-X generados por el sincrotón de la ESRF.
La observación de la funcionalidad de la mioglobina ayudará a entender
mejor los procesos moleculares asociados a la respiración.
Cada vez que contraemos un músculo, la mioglobina libera oxígeno, que
todos los mamíferos utilizan en la producción de energía. Las células
musculares usan la mioglobina como un reservorio que proporciona oxígeno
en el momento de máxima carga, cuando la sangre no puede hacerlo
suficientemente rápido. Ello ocurre, por ejemplo, cuando la circulación
se ve bloqueada debido a la contracción muscular. La molécula de oxígeno
que se emplea para este objetivo permanece confinada inicialmente en una
cavidad, unida químicamente a un átomo de hierro.
Las imágenes tridimensionales obtenidas en el ESRF resuelven las
posiciones de todos los átomos de la proteína (un total de 1.432),
además de señalar cómo la molécula de monóxido de carbono, utilizada en
sustitución de la de oxígeno por razones técnicas, consigue encontrar su
camino hacia el exterior de la estructura tan atómicamente densa próxima
al átomo de hierro. Tal y como muestra la película o sucesión de
imágenes, la molécula de CO no se mueve suavemente, sino que pasa la
mayor parte de su tiempo capturada en cinco cavidades en el interior de
la proteína. En la primera cavidad próxima al átomo de hierro, la
molécula de CO pasa sólo un tiempo extremadamente corto, apenas 100
picosegundos (una décima de milmillonésima de segundo). El hierro
intentaría unirse de nuevo al CO de forma natural, pero las moléculas
cercanas bloquean el paso de este último. La película muestra además que
el movimiento entre las cinco cavidades es muy rápido. La molécula de CO
tarda sólo 30 nanosegundos en alcanzar la quinta cavidad, para
desaparecer después en el disolvente que rodea a la proteína.
Información adicional en:
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