Caracterización de la dinámica interna e intercambio conformacional de la frataxina humana

NOGUERA MARTÍN EZEQUIEL; SMAL CLARA; ARAN MARTÍN; GALLO MARIANA; SANTOS JAVIER

Buenos Aires

Taller; IV Taller de Resonancia Magnética; 2018

Fundación Instituto Leloir - Fac. de Cs. Exactas y Naturales, UBA

Conocer la estructura tridimensional de las proteínas proporciona información muy valiosaa la hora de racionalizar sus funciones. Sin embargo, desde hace bastante tiempo se sabe quelas proteínas experimentan movimientos internos. También se sabe que estos movimientos son fundamentales para su funcionamiento a nivel molecular y les otorgan la capacidad de realizar transformaciones químicas y reordenamientos conformacionales. Las escalas de tiempo en las que ocurren estos movimientos varían enormemente (desde femtosegundos hasta segundos o minutos), además todos estos movimientos moleculares tienen lugar en forma simultánea en la misma molécula. En este trabajo, hemos estudiado mediante NMR (CPMG, dispersión de la relajación), los movimientos internos compatibles con intercambios conformacionales entre subestados nativos de una variante recombinante de la Frataxina humana. Una de las principales ventajas de las medidas de dispersión de relajación (CPMG) es la capacidad de distinguir poblaciones minoritarias que incluso comprenden menos del 5% del conjunto de las moléculas. Los valores de dispersión de la relajación dependen de tres factores: (i) la población relativa de cada subestado (pA y pB); (ii) la diferencia en el desplazamiento químico entre subestados (δω); y (iii) la constante cinética de velocidad para el proceso de intercambio conformacional (kex). Lacaracterización del intercambio conformacional por medio de las mediciones en un solo campo magnético es limitada porque no es posible separar las contribuciones a la relajación efectiva de poblaciones relativas (pA y pB) y de las diferencias en el desplazamiento químico (Δω) entre los subestados A y B. Sin embargo, la realización de estos experimentos a dos intensidades de campo magnético diferentes (en nuestro caso 14.1 y 16.5 T) permiten diferenciar las contribuciones mencionadas, dado que las poblaciones correspondientes a los subestados no presentan cambio porque ambos experimentos se llevan adelante en las mismas condiciones experimentales (buffer, pH, fuerza iónica, temperatura, presión, concentración de proteína). En este trabajo logramos identificar un conjunto de residuos que exhiben intercambio conformacional significativo. Realizamos análisis globales en los que se ajustaron simultáneamente parámetros comunes kex y pA para todas curvas de dispersión de la relajación, aplicando un modelo de intercambio lento. El valor obtenido de pB fue 0.016 ± 0.002, mientras que kex fue de 221 ± 30 s-1. Los valores de los coeficientes microscópicos que caracterizan al intercambio, kAB y kBA, fueron de 3.5 ± 0.1 and 213 ± 30 s−1, respectivamente. En definitiva, encontramos que la dinámica interna de la Frataxina incluye movimientos internos lentos asociados a un conjunto de residuos que se agrupan espacialmente.Referencias:1- Noguera M.E., Aran M, Smal C, Vazquez D.S., Herrera M.G., Roman E.A., Alaimo N, Gallo M, Santos J. Arch Biochem Biophys. 2017 Dec 15;636:123-137.