Péptidos: ¿La clave para la evolución química?

PéptidosDos nuevos estudios realizados por científicos de la Universidad Emory han encontrado que los péptidos simples pueden organizarse en membranas bicapa. El hallazgo sugiere un “eslabón perdido” entre el inventario de sustancias químicas de la Tierra prebiótica y el entramado organizativo esencial para la vida.

“Hemos demostrado que los péptidos pueden formar el tipo de membranas necesarias para crear una ordenación a gran escala”, dice el estudiante graduado en química Childers Seth. “Lo que también es interesante es que estas membranas de péptidos pueden tener el potencial para funcionar de forma compleja, como una proteína”.

El resultado ha sido recientemente publicado en Angwandte Chemie.

En el segundo estudio, los investigadores captaron imágenes de los péptidos cuando se agrupaban en estructuras líquidas globulares, y se autoensamblaban en membranas bicapa. Los resultados de este experimento fueron publicados recientemente por Journal of the American Chemical Society.

“Para formar un núcleo, el cual se convierte en las plantillas para el crecimiento, los péptidos primero repelen el agua”, dice Yan Liang, post-doctorado en neurociencia por Emory. “Una vez que los péptidos forman la plantilla, podemos ver cómo se agrupan desde los bordes exteriores”.

Además de proporcionar pistas sobre el origen de la vida, los resultados pueden arrojar luz sobre los aglutinados de proteínas relacionados con la enfermedad de Alzheimer, la diabetes tipo 2, y docenas de otras graves enfermedades.

“Es una gran ayuda para nuestra comprensión de grandes agrupaciones estructurales de moléculas”, dice el catedrático en Química David Lynn, quien ayudó a dirigir el trabajo de ambos estudios. “Hemos demostrado que los péptidos pueden organizarse como membranas bicapa y hemos obtenido la primera imagen en tiempo real del proceso de autoensamblaje. En realidad podemos ver en tiempo real cómo estas nanomáquinas se crean a sí mismas”.

La capacidad de organizar elementos con compartimentos y en superficies es la base de la biología. Desde los fosfolípidos bicapa de las membranas celulares a las hélices de ADN repletas de información, las matrices que se autoensamblan definen la arquitectura de la vida.

Pero aunque los fosfolípidos y el ADN son moléculas complicadas, los péptidos están formados por los aminoácidos simples que conforman las proteínas. El experimento Miller-Urey demostró en 1953 que los aminoácidos pueden haber estado presentes en la Tierra prebiótica, abriendo el interrogante de si los péptidos simples podrían formar un orden supramolecular.

Para estudiar cómo está organizada la estructura hueca y tubular de los péptidos, los investigadores utilizaron métodos especializados de resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido desarrollados en Emory durante la última década. Identificaron un extremo de las cadenas de péptidos con una etiqueta de RMN y, a continuación, les permitieron ensamblarse para ver si los extremos interactuaban. El resultado fue una membrana bicapa con cara interior y exterior y una capa adicional interna asimilada funcionalmente con la interior.

“Las membranas de péptidos enlazan la complejidad de las membranas celulares con el orden local de las enzimas”, dijo Childers. “Ahora que entendemos que las membranas de péptidos se organizan a nivel local como una proteína, queremos investigar si pueden funcionar como una proteína”.

El objetivo es dirigir las moléculas para que actúen como catalizadores y crear un estructuras más complejas. “Realmente nos gustaría entender cómo construir algo a partir de cero”, dice Childers. “¿Cómo podemos tomar átomos y fabricar moléculas? ¿Cómo podemos conseguir moléculas que se aglutinen para crear nanomáquinas que realicen tareas específicas?


Fecha Original: 6 de mayo de 2010
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Comments (4)

  1. [...] de la Tierra prebiótica y el entramado organizativo esencial para la vida. Vía (en castellano) cienciakanija.com/2010/05/10/peptidos-%C2%BFla-clave-para-la-evolucion/ sin comentarios en: cultura, ciencia karma: 20 etiquetas: péptidos, evolución, química [...]

  2. kaleb

    bueno, eso ya se sabia no? que los peptidos, o vaya, conjuntos de aminoacidos sean considerados proteinas o solo polipeptidos, son muy importantes en la evolucion… y de hecho se piensa que no fue el principio, sino el ARN, que tiene capacidades de funcionar como enzima y como almacen de informacion hereditaria.

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