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Biología
Esclarecen Mecanismo del
Transporte de Membrana
31 de
Julio de 2007.
 Usando
un software avanzado de simulación y visualización, y datos obtenidos
mediante rayos X, investigadores de las Universidades de Illinois y
Virginia han logrado esclarecer una parte crítica del mecanismo por el
cual las bacterias captan moléculas grandes. Esto permitirá conocer
mejor la compleja interacción de proteínas involucradas en el transporte
activo de materiales a través de las membranas celulares.
Transportar moléculas grandes, como la vitamina B12, el ácido cítrico u
otros nutrientes vitales, a través de las membranas externas de las
bacterias Gram-negativas, no es cosa fácil. Por razones de seguridad, el
proceso de selección de qué entra y qué no, debe ser estricto. Además,
la membrana externa carece de maquinaria que genere la energía necesaria
para la tarea de introducir las moléculas en el interior.
Los investigadores examinaron un sistema de transporte de membrana que
depende de una proteína (TonB) de la membrana interna, que genera
energía. Este transportador dependiente de la TonB (TBDT) contiene una
serie de hojas paralelas que forman un túnel a través del cual pueden
pasar las moléculas grandes. Otra región de la proteína obstruye este
túnel hasta que la célula permita entrar a las nuevas moléculas.
En estudios cristalográficos se había mostrado que la TonB se enlaza a
un extremo de la región que obstruye el conducto. Se planteó la
hipótesis de que la TonB de algún modo desplaza esa región fuera del
conducto, o cambia su conformación para permitir el ingreso de moléculas
grandes. Sin embargo, los estudios previos no resultaron concluyentes.
Para el nuevo estudio, los investigadores usaron dos programas
informáticos, NAMD y VMD, que simulan y visualizan, respectivamente, a
escala atómica, complejas interacciones moleculares. Introduciendo datos
detallados de posición y características de cada átomo en el sistema,
los investigadores ejecutaron simulaciones de diversos escenarios para
probar cuál de las hipótesis es más factible. Estas simulaciones son
capaces de monitorizar la posición de cada átomo del sistema.
La tarea de simulación fue enorme, porque los movimientos fundamentales
de átomos que conducen a cambios grandes de conformación, se producen en
un período de tiempo cortísimo: femtosegundos. Cada paso depende de la
culminación del anterior, así que las simulaciones toman una gran
cantidad de tiempo y de trabajo computacional.
Acopladas con estudios cristalográficos cada vez más avanzados, y datos
biológicos básicos, las simulaciones ayudan a los investigadores a
estudiar las interacciones de múltiples proteínas en sistemas complejos,
como el transportador TBDT.
A medida que los científicos disponen de más potencia de computación, se
centran menos en la observación de proteínas aisladas y más en la
interacción entre ellas. Esto resulta esencial, debido a que en el mundo
real ninguna de esas proteínas actúa sola. Cada una funciona de manera
orquestada con muchas otras piezas de la maquinaria biomolecular.
Información adicional en:
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