REVELAN LA BASE MOLECULAR DE LA VISIÓN

Los investigadores han resuelto la estructura tridimensional de un complejo proteico involucrado en la visión de vertebrados a resolución atómica, un hallazgo que tiene amplias implicaciones para nuestra comprensión de los procesos de señalización biológica y el diseño de más de un tercio de los medicamentos en el mercado actual.

Los hallazgos iluminan cómo las señales de los fotones (partículas de luz) se amplifican en el ojo. Más importante aún, el estudio proporciona información sobre cómo la familia más grande de proteínas de la membrana celular, los receptores acoplados a la proteína G (GPCR), funcionan en humanos.

“Están involucrados en casi todos los procesos biológicos en un cuerpo humano: cómo percibimos la luz, el gusto, el olfato o cómo se regula la frecuencia cardíaca o los músculos se contraen, y son objetivos para más del 30% de los medicamentos que se usan hoy “, dijo Yang Gao, coautor del artículo e investigador postdoctoral en el laboratorio de Richard Cerione, profesor de química y biología química de Goldwin Smith y coautor principal.

Hay más de 800 GPCR en humanos que señalan a través de aproximadamente 20 proteínas G diferentes. Los GPCR son responsables de detectar una amplia gama de señales externas, como las hormonas, la luz y el sentido del olfato y el gusto, y de inducir las respuestas correspondientes dentro de la célula. En la visión de los vertebrados, la rodopsina GPCR es capaz de detectar la señal de un solo fotón y, a través de la activación de la transducina de la proteína G y los efectores posteriores, la amplifica 100.000 veces.

Los investigadores utilizaron la microscopía crioelectrónica para obtener estructuras de resolución atómica del complejo rodopsina-transducina. Las estructuras no solo proporcionan la base molecular de la visión de los vertebrados, sino que también revelan un mecanismo previamente desconocido de cómo los GPCR en general activan las proteínas G.

“Lo que hemos aprendido de estas estructuras a nivel atómico puede ser ampliamente aplicable a otros sistemas de señalización GPCR”, dijo el coautor principal Sekar Ramachandran, investigador asociado senior en el laboratorio de Cerione.Al aprender más acerca de cómo los diferentes receptores se unen específicamente con diferentes proteínas G, los investigadores esperan obtener información sobre el diseño de medicamentos que regulan específicamente la señalización de GPCR. Yang dijo que muchos de los efectos secundarios de los medicamentos ocurren cuando las terapias no son lo suficientemente específicas y se dirigen a vías perjudiciales y beneficiosas.