Christian Anfinsen

El ejercicio de una enzima
Volver a la vida
En la década de 1950, los científicos descubrieron que el ADN tenía el código que permite
proteínas que se sintetizan. Sin embargo, la forma de una cadena de amino
ácidos se pliega en una proteína completamente funcional, con la debida tridimensional
estructura, sigue siendo un misterio. Debe existir un mecanismo
para asegurar el correctoplegamiento de la proteína. Pero ¿de dónde que
información? En 1957, Christian Anfinsen publicó el primer
evidencia de que la información para el plegamiento correcto se celebró en el
propia proteína.
Fondo
Las proteínas están compuestas por combinaciones de 20 aminoácidos que
luego se pliegan en estructuras complejas. El desplegado de aminoácidos
cadena se denomina la estructura primaria. Quetienen actividad biológica,
la proteína debe plegarse en secundaria y terciaria adecuada
estructuras. Estas estructuras se mantienen juntos por química
interacciones entre las cadenas laterales de los aminoácidos,
incluyendo enlaces de hidrógeno, interacciones hidrofóbicas, y,
a veces, los enlaces covalentes. ¿Cómo formar estas estructuras mayores
ha sido durante mucho tiempo un misterio. ¿Laproteína se pliegan correctamente como
que se sintetiza o se requiere la acción de otras proteínas
a doblarlo correctamente? ¿Puede doblar correctamente por sí solo
espontáneamente?
En la década de 1950, Anfinsen fue un bioquímico interesado en
el correcto plegamiento de proteínas. En concreto, se investigan
la formación de puentes disulfuro, que son covalente
enlaces entre cadenas lateralesde cisteína que sirven como una de
los anclajes principales mantener unida la estructura de secretada
proteínas. Él creía que la propia proteína contenida toda la
información necesaria para plegamiento de la proteína. Propuso
la "hipótesis de la termodinámica", según el cual
la estructura biológicamente activa de una proteína fue también el
termodinámicamente más estable en condiciones invivo. En
otras palabras, si las condiciones intracelulares podría ser imitado
en un tubo de ensayo, a continuación, una proteína natural que se pliegan en
su conformación activa. Comenzó su trabajo en un secretada
enzima, ribonucleasa pancreática bovina, y estudió su capacidad
para plegar correctamente fuera de la célula.
El Experimento
Las proteínas desempeñan una amplia variedad defunciones en la célula. Sin
de su función, una proteína deben estar plegados adecuadamente
para llevar a cabo su función biológica. Para los estudios de plegamiento de proteínas
lo mejor es estudiar una enzima cuya actividad biológica puede
se monitoriza fácilmente mediante la realización de in vitro. Anfinsen eligió
una pequeña proteína, secretada, la enzima ribonucleasa, en el que
se podríasupervisar plegamiento apropiado mediante el ensayo de su capacidad para
catalizan la escisión de ARN.
Ribonucleasa, una proteína secretada, es activo bajo oxidante
condiciones in vitro. La estructura terciaria de la ribonucleasa activa
se mantiene unida por cuatro puentes disulfuro. Adición
un agente reductor, que reduce el enlace disulfuro entre
dos cadenas laterales de cisteína a dos grupossulfhidrilo libres, puede
interrumpir esta interacción covalente. Desnaturalización completa de
ribonucleasa requiere tratamiento con un agente reductor.
Anfinsen seguimiento de la reducción de la ribonucleasa midiendo
el número de grupos sulfhidrilo libres presentes en el
Experimento Clásico
TABLA 3-1 sin células replegamiento de ribonucleasa
Actividad como porcentaje de
Concentración deConcentración de proteína equivalente
(Mg / ml) de la ribonucleasa nativo
7,0 31%
4,8 70%
2,3 75%
0,9 77%
0.35 94%
[Basado en los datos de CB Anfinsen y Haber E., 1961, Journal of
Biological Chemistry 236:1362.]
proteína. En el estado oxidado, no hay sulfhidrilo libre
grupos en ribonucleasa porque cada residuo de cisteína se involucradas
en un enlace disulfuro. En el estado completamente...