Estudian la estructura beta-beta solenoide de proteínas de neumococo para desarrollar nuevas aplicaciones biomédicas

Jesús Sanz y Beatriz Maestro, investigadores del CIBERES participantes en el estudio
CIBER | miércoles, 22 de septiembre de 2021

Un trabajo publicado en International Journal of Biological Macromolecules y coordinado por Jesús M. Sanz, investigador del CIBERES -perteneciente al grupo de Pedro García en el CSIC- estudia la estabilidad de la estructura beta-beta solenoide de las proteínas de unión a colina de Streptococcus pneumoniae (neumococo)

La estructura beta-beta solenoide es un modo de plegamiento de proteínas que se encuentra formando parte de proteínas de la superficie de varios microorganismos como la familia de proteínas de unión a colina (CBPs) del patógeno S. pneumoniae. Consiste en la repetición de horquillas beta de 12 aminoácidos a lo largo de una superhélice de tres elementos por vuelta. Las horquillas, a su vez, están unidas entre sí mediante un conector de 7-9 aminoácidos. Una analogía sería una escalera de caracol con tres peldaños por vuelta y en la que los conectores actuarían de pasamanos.

    Anteriormente, y en colaboración con el laboratorio de Mª Ángeles Jiménez (Instituto de Química-Física "Rocasolano", CSIC), los investigadores habían demostrado que las horquillas aisladas pueden formar estructura nativa en solución, independientemente del resto de la proteína, pero se desconocía qué haría falta para que dichas horquillas se reorganizaran entre si para dar lugar a la superhélice.

"En este trabajo hemos estudiado péptidos conteniendo entre 1 y 3 horquillas con sus correspondientes conectores, demostrando que la escalera empieza a formarse a partir de 3 de dichos elementos y que estas secuencias conectoras son tanto o más importantes que la estructura de las horquillas en sí", afirman el Dr. Sanz. "Además -prosigue- provee de una explicación estructural a la existencia de secuencias terminales externas al solenoide, pero que siempre le acompañan y cuya importancia queda ahora puesta de manifiesto como secuencias "grapadoras" y estabilizadoras de la estructura"

    Se da la circunstancia de que los beta-beta solenoides forman sitios de unión de ligandos entre peldaño y peldaño, por lo que este tipo de plegamiento permite unir simultáneamente varias moléculas. Esto les hace ser estructuras multivalentes muy aptas para unirse a sustratos poliméricos, como es la pared bacteriana en el caso de neumococo.

"Nuestro grupo ha aprovechado este hecho para desarrollar una serie de aplicaciones biotecnológicas (como etiquetas de afinidad para la inmovilización y purificación de proteínas en kits que se encuentran comercializados) y biomédicas (antimicrobianos no líticos frente a neumococo). La información obtenida en este último trabajo nos da una pista crucial para la generación racional de nuevas variantes mediante mutaciones en las secuencias conectoras, con vistas a crear un sistema de reconocimiento "a la carta" de la superficie de distintos microorganismos, y con potenciales aplicaciones teranósticas relevantes" concluyen los investigadores.

Referencia del artículo:

Inter-hairpin linker sequences determine the structure of the ββ-solenoid fold: a “bottom-up” study of pneumococcal LytA choline-binding module