La reina de los cristales de Insulina

Se cumplen cincuenta años desde la publicación de el artículo “Structure of Rhombohedral 2 Zinc Insulin Crystals” donde se mostraba la estructura de la molécula de insulina a una resolución de 2.8 Å , suficiente para ver muchos de los detalles de la disposición de los átomos. Fue un auténtico logro que empezó 34 años antes con los primero patrones de difracción de rayos-x obtenidos por Dorothy Crowfoot Hodgkin a partir de unos de los cristales que había recibido. Ella creyó en el proyecto de obtener toda una arquitectura molecular a partir de un patrón ordenado de puntos, el mapa de difracción.

La publicada el 1 de noviembre de 1969 era la primera molécula compleja en ser vista a esta resolución, aunque en poco saldría la mioglobina, una proteína de 151 con su grupo hemo a nada menos que 2.0 Å. Intentar esculpir su estructura suponía un auténtico reto y su forma era digna de una obra de arte y por un tiempo fue la sensación.

Estructura de la molécula de insulina. Esta compuesta por dos cadenas polipetídicas unidas por tres puentes disulfuro. La cadena A más corta se mustra en azul y la B más larga se muestra en naranja. Los puenetes disulfuro se ven como uniones en amarillo. Se almacena en forma de hexámeros pero la forma activa es el monómero de la escultura.
Estructura de la molécula de insulina. Esta compuesta por dos cadenas polipetídicas unidas por tres puentes disulfuro. La cadena A más corta se mustra en azul y la B más larga se muestra en naranja. Los puenetes disulfuro se ven como uniones en amarillo. Se almacena en forma de hexámeros pero la forma activa es el monómero de la escultura (aunque estrictamente es un dímero se llama forma monomérica a ésta).

Se vio que la insulina es un proteína pequeña de 51 aminoácidos, lo que le permite viajar rápidamente por la sangre y llegar a sus células diana, que son muchas. Está compuesta de dos cadenas y su unión se estabiliza por medio de dos puentes disulfuro. La forma de las proteínas pequeñas es difícil de mantener y esta forma es fundamental para su reconocimiento adecuado y función. Es por ello que la insulina se fabrica como una molécula más grande y luego es procesada: cortada y soldada covalentemente.

La insulina con su peculiar estructura es secretada por las células beta de los islotes de Langerhans del páncreas en respuesta a una alta concentración de glucosa en sangre. Provoca que los músculos esqueléticos y el tejido adiposo puedan captar glucosa, cosa vedada en condiciones normales. Solo el cerebro y el corazón tienen prioridad en concentraciones normales. Activa la aíntesis de glucógeno en hígado y otros tejidos, e inhibe la glucogenolisis, promueve la glucolisis y otros muchos efectos relacionados con la síntesis y  anabolismo.

La insulina agrega en hexámeros que son más estables y están en equilibrio con su forma monomérica, la forma activa. Conocer la estructura hizo que se pudieran sintetizar variaciones de la insulina, sustituyendo algunos aminoácidos, con menos tendencia a agregar y por lo tanto más activa o rápida y también breve en su duración para el tratamiento de la diabetes.

Este es una caso donde el conocimiento de la estructura llevó a usos prácticos en relativamente poco tiempo, pero fue una largo camino con muchas personas y disciplinas implicadas.

Molécula de insulina de cerdo, modelo de varillas, lab de Dorothy Crowfoot Hodgkin c. 1967. © Science Museum

REFERENCIAS

Structure of Rhombohedral 2 Zinc Insulin Crystals. M. J. ADAMS, T. L. BLUNDELL, E. J. DODSON, G. G. DODSON, M. VIJAYAN, E. N. BAKER, M. M. HARDING, D. C. HODGKIN, B. RIMMER & S. SHEAT. Nature 224, 491 – 495 (01 November 1969); doi:10.1038/224491a0

Ryle, A. P., Sanger, F., Smith, L. F., and Kitai, R., Biochem. J., 60, 541 (1955).

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 volume 181, pages662–666(1958)

A Three-Dimensional Model of the Myoglobin Molecule Obtained by X-ray Analysis in Nature 181, 1958, pp. 662-666 WITH Structure of Myoglobin: A Three-Dimensional Fourier synthesis at 2 Å Resolution in Nature 185, 1960, pp. 422-27

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 )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. 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 )

Conectando a %s