Ramona Bosch
Los nanodiscos son bicapas de fosfolípidos discoidales a escala nanométrica rodeadas de proteínas de armazón de membrana helicoidales anfipáticas estabilizadoras (MSP). Para la síntesis de los nanodiscos, se utiliza la proteína de armazón de membrana MSP1D1 (un derivado de la apo lipoproteína A-1 humana producido mediante ingeniería genética y biotecnológica). En los últimos años, el uso de estas membranas reconstituidas que contienen proteínas embebidas ha adquirido cada vez mayor importancia, por ejemplo, para el estudio de proteínas asociadas a la membrana. En los estudios conocidos, los nanodiscos se ensamblan añadiendo una mezcla de fosfolípidos y detergente organizado en micelas a un sistema acuoso que contiene las MSP. Tras la eliminación del detergente, se forman partículas de 10 nm de diámetro. Desafortunadamente, los nanodiscos resultantes están desordenados en esta solución y, por lo tanto, no se puede lograr fácilmente un procesamiento simple y posterior en una membrana ordenada y dirigida. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es crear membranas biomiméticas consistentes en nanodiscos reticulados con el translocón SecYEG como complejo proteico integrado para un transporte biológico activo de proteínas objetivo potenciales. Ahora, el enfoque debe reemplazarse por una síntesis continua centrada en la membrana de nanodiscos activos biomiméticos. En comparación con el método descrito anteriormente, la síntesis se realizará en un sistema bifásico acuoso-orgánico, donde los componentes necesarios, como los MSP y los fosfolípidos, se agregan continuamente. Los fosfolípidos se acumulan como moléculas anfifílicas en la capa límite y los MSP se localizan en la capa hidrófoba. Al igual que en la síntesis discontinua, se supone que la proporción correcta de MSP y fosfolípido se produce como un ensamblaje espontáneo de los nanodiscos. Estos nanodiscos alineados planares se conectarán en red a través de cisteínas que se encuentran en las proteínas del andamiaje de la membrana. Estas cisteínas sirven como enlaces cruzados para los enlaces disulfuro. La membrana resultante permite una función de investigación dirigida de las proteínas de membrana y, por lo tanto, las membranas biomiméticas que consisten en nanodiscos interconectados tienen la perspectiva de servir como una excelente herramienta biotecnológica y pueden aplicarse en la investigación de proteínas asociadas a la membrana dirigidas, así como en el desarrollo de métodos para la separación selectiva o el transporte de biomoléculas. Las proteínas de membrana se caracterizan por una enorme variedad de tamaños, estructuras y funciones, incluidas complejas congregaciones supra-sub-atómicas de varios niveles con muchas proteínas que forman máquinas subatómicas refinadas. Realizan las funciones celulares más importantes, incluida la fosforilación oxidativa y el sifón de protones, la unión de ATP, el transporte de metabolitos, la señalización intracelular y enterrada, la combinación de membranas y la comunicación entre compartimentos celulares, la biosíntesis de numerosas mezclas que incluyen lípidos, hormonas esteroides y sus derivados y la descomposición de xenobióticos y metabolitos internos. Los procesos formativos, incluida la motilidad celular, la unión, la aceptación,El diseño neuronal y muchos otros eventos básicos están totalmente controlados por las proteínas de capa. Las proteínas de capa proporcionan la línea principal de detección y resistencia para la reacción celular a las lesiones, la presión natural, las infecciones virales y están legítimamente involucradas en muchos otros procesos básicos para el funcionamiento celular. La biofísica, la química orgánica, la ciencia básica y la ciencia celular de las proteínas de capa representan una amplia y enorme parte de la investigación científica actual de la vida. Cuatro premios Nobel en los últimos quince años fueron otorgados por los descubrimientos en el campo de las proteínas de capa: 2003 y 2012 en ciencia, y 2004 y 2013 en fisiología y medicina. Los estudios que se centran en la biofísica de capas y la química orgánica son enormes e incluyen investigaciones básicas que utilizan una variedad de métodos, esfuerzos para descubrir elementos generales y movimientos prácticamente significativos, caracterizando la parcialidad y selectividad de los agentes ligantes, tanto como sustratos como moduladores alostéricos, objetivos de comprensión de la ciencia de la catálisis enzimática, el concepto de transducción de energía y la edad de la motilidad y la formación de partículas y átomos por transportadores y estaciones. A menudo, estas funciones celulares básicas están dirigidas por estructuras supra-sub-atómicas de proteínas, lípidos y ácidos nucleicos, por ejemplo, aquellas estructuras en la fotosíntesis de recolección de luz, ácidos nucleicos y amalgamación de polímeros de proteínas, la detección y movimiento de microorganismos y células eucariotas y la comunicación entre compartimentos. Algunas de estas propiedades se pueden estudiar utilizando proteínas purificadas sin una bicapa lipídica, ya sea en limpiadores u otros miméticos sin bicapa para evitar el total. Sea como fuere, un número significativo de los aspectos básicos de la función de las proteínas de la capa y sus estructuras dependen inequívocamente de las comunicaciones proteína-lípido y, en general, la capa constituye una parte fundamental de su función. La mayoría de las proteínas de la capa se desnaturalizan o muestran una acción modificada cuando se expulsan de su bicapa local. Los lípidos específicos son necesarios para los procesos dirigidos por la capa, por ejemplo, el proceso de coagulación sanguínea habilitado por la exposición a una superficie aniónica. El papel administrativo de la cardiolipina en la función de ciertos transportadores, los papeles de los fosfoinosítidos en el reclutamiento de proteínas activadoras que controlan la formación de agarres centrales en el movimiento celular, la disposición de estructuras de señalización complejas intercedidas por variables electrostáticas, son algunos ejemplos. El examen adecuado de estos marcos requiere estrategias exploratorias que permitan estimaciones a la vista de las bicapas lipídicas, o sustituyéndolas por diferentes sistemas miméticos de película.1–8 Anteriormente, esto se ha restringido al uso de vesículas y liposomas, ya que proporcionan una compartimentación interna versus externa y una gran región de bicapa que puede permitir la portabilidad de diferentes proteínas y lípidos.Si se requiere la dispersión o el desarrollo de estructuras multiproteicas, existen numerosas dificultades en el uso de estructuras de vesículas. En general, las muestras resultantes son turbias, viscosas, inseguras para períodos de tiempo prolongados, se aceleran y tienden a aislarse en áreas aisladas en etapas, tanto en lo que respecta a la heterogeneidad de fragmentos como a la heterogeneidad auxiliar. La amplia literatura sobre liposomas y vesículas no se investigará en este compromiso. Las bicelas y estructuras de bicapa expandidas similares se han utilizado con éxito en algunas aplicaciones de RMN, a pesar de que el problema de controlar el tamaño y evitar la combinación es a veces problemático.9,10 Es teniendo en cuenta estas limitaciones que los nanodiscos11,12 han proporcionado una metodología alternativa que ha permitido los estudios subatómicos y los estudios de utilidad estructural de las proteínas en láminas. Los nanodiscos son actualmente un método de selección ampliamente reconocido para una amplia gama de estudios biofísicos y bioquímicos. Además, como se explicará en esta revisión, los nanodiscos permiten producir una biblioteca estable de nanopartículas solubles que reflejan de manera confiable el proteoma de la capa y, por lo tanto, encuentran uso en el cribado de alto rendimiento y aplicaciones indicativas. Al dar cabida a las proteínas de la capa refractaria, la tecnología de nanodiscos también ha encontrado un amplio uso en el desprendimiento, la purificación y la solubilización de proteínas de la capa para técnicas preparativas y de investigación. Como también se describirá, los nanodiscos han encontrado una aplicación directa en la administración terapéutica y en la creación de reacciones de resistencia controladas.La tecnología de nanodiscos también ha encontrado un amplio uso en la separación, purificación y solubilización de proteínas en láminas para técnicas preparativas y de investigación. Como también se describirá, los nanodiscos han encontrado una aplicación directa en la administración terapéutica y en la creación de reacciones de resistencia controladas.La tecnología de nanodiscos también ha encontrado un amplio uso en la separación, purificación y solubilización de proteínas en láminas para técnicas preparativas y de investigación. Como también se describirá, los nanodiscos han encontrado una aplicación directa en la administración terapéutica y en la creación de reacciones de resistencia controladas.
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