La estructura de la primera proteína.

Hace 50 años del Nóbel de Química a John Kendrew y Max Perutz por las primeras estructuras tridimensionales de proteínas (1962). La resolución de estas dos proteínas fundamentales en el transporte del oxígeno a los tejidos y las células. En 1957 fue la primera vez que vimos el esqueleto de una proteína con una resolución de 6 Å el de la mioglobina calculado por Kendrew y sus colaboradores (con esta resuloción no se pueden ver las posiciones exactas de los átomos como se ve en la figura). Un poco más tarde lograron obtener la estructura con una resolución de 2 Å y pudimos ver las posiciones e interacciones de los distintos átomos que la componen.

Modelo original de la molécula de mioglobina (el primero hecho de una proteína) construido en plastilina en 1957 por el Dr. J.C. Kendrew. La forma de tubo cilíndrico retorcido muestra el plegamiento del esqueleto carbonado de la cadena polipetídica, se sujeta con palillos a una base cuadriculada. Medical Research/ Laboratory of Molecular Biology/Cambridge. Cortesía de sciencemuseum.org.uk

Y voilá. Se reveló una estructura que podíamos razonar desde el punto de vista químico, muy compleja, pero muy bella. Podíamos ver por primera vez como se transportaba el oxígeno, la función del grupo hemo y su átomo de hierro que acompañan a la proteína y sobre todo nos cambió la forma de ver los procesos biológicos. ¿No os parece algo maravilloso?

myoglobin structure amino acids iron atom illustration heme gruop ilustracion mioglobina estrutura aminoacidos grupo hemo atomo hierro II kendrew ramon andrade

Estructura tridimensional de la hemoglobina corazón de cachalote (pdb: 1MBN). El esqueleto de la proteína se muestra en azul con los diferentes aminoácidos. En el centro se encuentra el anillo del grupo hemo con su átomo de hiero (amarillo en el centro). Sobre el la histidina proximal (anillo con dos nitrógenos en azul) que cede carga negativa y protege de la oxidación al átomo de hierro de Fe2+ a Fe3+. Debajo se ve un grupo hidroxilo con su átomo de oxígeno en rojo, es el sitio donde se une el oxígeno molecular. Justo debajo del oxígeno está la histidina distal, también importante para la función. En general toda la estructura protege a grupo hemo y en concreto al hierro de su oxidación. El resultado es una proteína con la afinidad apropiada por el oxígeno, como para unirlo a la presión de la sangre arterial y desligarse de él a la presión del interior celular para su disponibilidad mitocondrial.

Construida por la evolución para transportar una molécula de oxígeno desde la membrana celular a la mitocondria donde servirá en el metabolismo energético, la mioglobina se reveló como la llave de entrada a la comprensión de está complejidad y la de otras muchas biomoléculas.

Sir John Cowdery Kendrew, (24 Marzo, 1917 – 23 Agosto 1997) fue el bioquímico y cristalógrafo inglés que lideró la obtención y el estudio de la estructura de la mioglobina con su grupo del Lavoratorio de Cavendish y otras proteínas. Desde 1945-7 cuando decidió estudiar la estructura molecular de los sistemas biológicos a 1957 pasaron más de 10 años sin aparentes logros. ¿Sería esto posible hoy?, Quizá no todo debe ser cuantitativo, el salto cualitativo fue impresionante.

a three dimensional model of the myoglobin molecule obtained by X-ray analysis kendrew bodo

Artículo seminal de Nature del 8 de 1958 donde se muestra por primera vez la estructura de una proteína globular a una resolución de 6 amstrongs.

REFERENCIAS

A three-dimensional model of the myoglobin molecule obtained by X-ray analysis. J. C. KENDREW, G. BODO, H. M. DINTZIS, R. G. PARRISH, H. WYCKOFF & D. C. PHILLIPS. Nature 181, 662 – 666 (08 March 1958); doi:10.1038/181662a0

Structure of myoglobin. A three-dimensional fourier synthesis at 2 Å resolution. J. C. KENDREW, R. E. DICKERSON, B. E. STRANDBERG, R. G. HART, D. R. DAVIES*, D. C. PHILLIPS & V. C. SHORE. Nature 185, 422 – 427 (13 February 1960); doi:10.1038/185422a0

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