Las consecuencias impredecibles de una simple mutación. Conversión en un paso.

¿Cuántos cambios, como mínimo, se necesitan para que una proteína adquiera una nueva función? No una función alterada como una perdida de regulación, sino una nueva función. UNO, al parecer sólo uno. Cambias un aminoácido, en una proteína cuya función es añadir un grupo fosfato a una molécula, la enzima deja de catalizar la reacción y ¡Voila! se convierte en una proteína que reconoce específicamente a otras, participa en la mitosis o en la adhesión celular.

En concreto, una Guanilato quinasa, (GK) el nombre es igual, sufre un cambio de un aminoácido Serina por otro Prolina y ¡Zas! pierde su función inicial y se convierte en una proteína con un dominio de unión a otras proteínas marcadas por un grupo fosfato. Era posible y estaba a una paso, la topografía evolutiva parece tener, no sabemos con que frecuencia, estas facilidades.

En concreto el cambio hace que una región móvil de la enzima, que actúa como una especie de bisagra quede inutilizada. Como un cierre de mano que ya no puede hacerse, pero deja una nueva superficie para otra función.

Guanylate kinase structure mitotic spindle orienting protein evolution mutation proline serine GK domain phospho phosphoric hinge guanilato quinasa 3D ciencia 3dc

La figura muestra la estructura de la Guanilato quinasa funcional con su aminoácido serina en la posición 35, permitiendo la función normal, es este caso unida a GMP y en conformación cerrada (izquierda). También muestra, esta misma estructura proteica con una mutación de esta serina 35 por prolina (un aminoácido que reduce las posibilidades de movimiento de la cadena) que impide el cierre conformacional y por tanto la catálisis. No obstante, parece ser que esta conformación abierta es capaz de actuar como dominio de reconocimiento de proteínas fosforiladas.

No es sin duda lo habitual, normalmente, si se duplica el gen de una proteína, una vez sin presión selectiva, ya puede sufrir cambios hasta quedar inservible o dar una función totalmente diferente. El genoma está lleno de barcos a la deriva que no buscan puerto.

El estudio es interesante por su metodología. Intenta averiguar si la nueva proteína mutada puede actuar ayudando a la orientación del huso en la mitosis, sin duda una función celular cardinal. Para ello, eliminan la expresión de otra proteína indispensable para dicha función, que a su vez tiene un parecido en secuencia con nuestra proteína. Eliminan una encargada de reclutar otras proteínas mediante su dominio de unión a proteínas fosforiladas. El resultado es una formación defectuosa del huso que separa los cromosomas en la división celular. En cambio, si en estas mismas células se expresa la proteína mutada, que supuestamente ha adquirido una nueva función, lo que obtenemos es sorprendente. El huso queda de nuevo bien orientado, permitiendo la correcta segregación de los cromosomas en la mitosis. La nueva proteína sirve y estaba a un paso mutacional de otra que también sirve, para algo diferente.

Es un enfoque un poco enrevesado pero muy atrayente, por arte de birlibirloque la envasadora se convirtió en transportista. Un cambio acertado inmediato, esto es el adyacente posible.

Sabíamos de otros cambios parecidos (un solo aminoácido) en enzimas, que hacen que un organismo escape a su veneno y se haga resistente. Pero este aporta un poco más de luz en lo que es posible o no, pero cuidado no en su frecuencia.

REFERENCIAS

Conversion of the enzyme guanylate kinase into a mitotic-spindle orienting protein by a single mutation that inhibits GMP-induced closing. Christopher A. Johnston, Dustin S. Whitney, Brian F. Volkman, Chris Q. Doe, and Kenneth E. Prehoda. PNAS 2011 ; published ahead of print October 11, 2011, doi:10.1073/pnas.1104365108

FacebookStumbleUponBoton para agregar esto a favoritos sociales

Anuncios

Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión / Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión / Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión / Cambiar )

Google+ photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google+. Cerrar sesión / Cambiar )

Conectando a %s