Skip to main content
Sense categoria

Identifiquen aspectes clau del mecanisme dels enzims que degraden carbohidrats units a proteïnes

By 1 d'octubre de 2012novembre 16th, 2020No Comments
< Tornar a notícies
D'esquerra a dreta:Javier Iglesias-Fernández, Albert Ardèvol i Carme Rovira. © PCB.
 01.10.2012

Identifiquen aspectes clau del mecanisme dels enzims que degraden carbohidrats units a proteïnes

Investigadors del grup de recerca de Simulació Quàntica de Processos Biològics () del Departament de Química Orgànica de la Universitat de Barcelona (UB) –amb seu al Parc Científic de Barcelona (PCB)– en col·laboració amb grups de bioquímica i biologia estructural del Regne Unit, França i Australia, han determinat aspectes importants del mecanisme d'acció d'un enzim clau en la remodelació dels carbohidrats enllaçats a la superfície de moltes proteïnes. L'estudi es publica al darrer número d'Angewandte Chemie () i està classificat com a VIP («Very Important Paper»). Només el 5% dels treballs publicats a Angew. Chem. reben aquesta distinció.


El treball ha estat dirigit per Carme Rovira –professora d’Investigació ICREA a la UB, investigadora principal del grup de Simulació Quàntica de Processos Biològics i membre de l’Institut de Química Teòrica () de la UB– i Gideon Davies, professor a la Universitat de York (Regne Unit), i en ell també hi han participat els científics de l’IQTC Javier Iglesias-Fernández, investigador predoctoral a l’SQPBIO i Albert Ardèvol, antic membre del grup. Les simulacions han estat dutes a terme al superordinador MareNostrum del Centre de Supercomputació de Barcelona ().

Els enzims α-manosidases són els responsables de retallar i/o remodelar determinats carbohidrats units a proteïnes. Aquests carbohidrats tenen funcions importants en processos de reconeixement i senyalització cel·lular. També són responsables de determinar quines proteïnes han ser degradades degut a la seva incapacitat d’adquirir la conformació (plegament) correcta. L’alteració, deficiència o excés d’algun d’aquests carbohidrats està directament relacionada amb malalties com ara certs tumors o les anomenades malalties lisosomals.

L’enzim investigat és el que trenca l’enllaç covalent entre dues unitats del monosacàrid α-manosa en carbohidrats de fórmula Man8GlcNAc2 (Man = manosa, Glc = glucosa, GlcNAc = N-acetilglucosamina). A partir d’estructures del complex carbohidrat-enzim, determinades a resolució atòmica, així com simulacions de dinàmica molecular quàntica, els investigadors han capturat el canvi de forma del carbohidrat durant la reacció enzimàtica. Els resultats obtinguts, a més, mostren que el carbohidrat perd totalment la llibertat de moviment quan es troba a l’interior de l’enzim (com un presoner emmanillat de mans i peus) de manera que només dues conformacions són possibles. Aquest és un aspecte clau per entendre el funcionament a nivell molecular dels enzims que degraden els carbohidrats en general.

El coneixement de l’estructura del carbohidrat durant la reacció enzimàtica (en particular, la seva conformació en l’estat de transició o estat de més alta energia, és important de cara al disseny de molècules que imiten aquesta estructura (mimètics de l’estat de transició) i que actúen bloquejant l’activitat de l’enzim quan no funciona correctament.