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¿Por qué las proteínas transportadoras no requieren energía para cambiar de forma?

¿Por qué las proteínas transportadoras no requieren energía para cambiar de forma?


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Sé que las proteínas transportadoras se pueden utilizar tanto para el transporte pasivo como activo, pero me refiero al aspecto de difusión facilitada. Aunque la difusión facilitada a través de la proteína transportadora sigue el gradiente de concentración, la proteína aún debe cambiar su forma, según tengo entendido. ¿Por qué este proceso todavía no requiere ATP y por qué requiere ATP para ir en contra del gradiente de concentración de la misma manera?


Las proteínas portadoras que participan en el transporte pasivo no requieren energía en forma de moléculas de ATP, que es la forma primaria de energía metabólica de la célula, pero esto no significa que el proceso de transporte sea energéticamente 'neutro'. Muchas proteínas se unen a sus ligandos mediante enlaces de hidrógeno, enlaces iónicos parciales o completos, interacciones de van der Waals, etc. Estas interacciones acumulan un tipo de energía conocida como "energía de enlace", que puede ser suficiente para inducir un cambio conformacional en el transportador. Además, considere que un gradiente químico en sí mismo es una forma de energía, que impulsa efectivamente el movimiento de muchos solutos a través de la membrana. De hecho, el gradiente de una molécula se puede utilizar para transportar otro tipo de molécula, sin utilizar ATP. Por ejemplo, considere la permeasa de lactosa. Su mecanismo es, cito:

Los iones de hidronio del exterior de la célula se unen a un grupo carboxilo de la enzima que le permite sufrir un cambio conformacional. Esta forma de lactosa permeasa puede unirse a la lactosa desde el exterior de la célula. Luego, la enzima se invierte y la lactosa se transporta hacia adentro.

A continuación, un diagrama de esta proteína, con sus ligandos en el centro:

Dicho esto, algunas proteínas que están involucradas en el transporte pasivo no requieren cambios conformacionales como los que describí, porque simplemente están 'abiertas' (como un túnel) y los solutos pueden difundirse libremente a través del canal. Este es el caso, por ejemplo, de las acuaporinas. La ventaja de los portadores que necesitan cambiar de conformación es que la unión a su molécula transportada implica un mecanismo de reconocimiento, lo que les confiere una alta especificidad, mientras que las proteínas que simplemente están "abiertas" son menos selectivas y, por lo tanto, transportan muchos solutos diferentes. Véase, por ejemplo, el poro central de una acuaporina:

Con respecto a su última pregunta, la hidrólisis de ATP puede liberar suficiente energía que (de manera similar a la energía de enlace descrita anteriormente) puede inducir un cambio de conformación en la proteína transportadora (transporte activo). Esto se usa a menudo cuando se va 'contra' el gradiente porque, como mencioné, el gradiente en sí mismo contiene energía que si no se usa pasivamente (como en el transporte pasivo), entonces no es favorable para transportar algo contra el gradiente. Por lo tanto, se necesita una fuente de energía externa (¡ATP!).


¿Por qué las proteínas transportadoras no requieren energía para cambiar de forma? - biología

El transporte pasivo, como la difusión y la ósmosis, mueve materiales de pequeño peso molecular a través de las membranas.

Objetivos de aprendizaje

Indicar la forma en que varios materiales atraviesan la membrana celular.

Conclusiones clave

Puntos clave

  • Las membranas plasmáticas son selectivamente permeables si perdieran esta selectividad, la célula ya no podría sostenerse por sí misma.
  • En el transporte pasivo, las sustancias simplemente se mueven de un área de mayor concentración a un área de menor concentración, que no requiere el aporte de energía.
  • El gradiente de concentración, el tamaño de las partículas que se difunden y la temperatura del sistema afectan la velocidad de difusión.
  • Algunos materiales se difunden fácilmente a través de la membrana, pero otros requieren proteínas especializadas, como canales y transportadores, para llevarlos dentro o fuera de la célula.

Términos clave

  • gradiente de concentración: Un gradiente de concentración está presente cuando una membrana separa dos concentraciones diferentes de moléculas.
  • transporte pasivo: Movimiento de sustancias bioquímicas y otras sustancias atómicas o moleculares a través de membranas que no requiere un aporte de energía química.
  • permeable: Perteneciente o relativo a sustancia, sustrato, membrana o material que absorbe o permite el paso de fluidos.

Introducción: transporte pasivo

Las membranas plasmáticas deben permitir o evitar que ciertas sustancias entren o salgan de una célula. En otras palabras, las membranas plasmáticas son selectivamente permeables y permiten el paso de algunas sustancias, pero no de otras. Si perdieran esta selectividad, la célula ya no podría sostenerse y sería destruida. Algunas células requieren mayores cantidades de sustancias específicas que otras células; deben tener una forma de obtener estos materiales de los fluidos extracelulares. Esto puede suceder de forma pasiva, ya que ciertos materiales se mueven hacia adelante y hacia atrás, o la celda puede tener mecanismos especiales que facilitan el transporte. Algunos materiales son tan importantes para una célula que gasta parte de su energía (hidrolizando el trifosfato de adenosina (ATP)) para obtener estos materiales. Los glóbulos rojos usan parte de su energía para hacer esto. Todas las células gastan la mayor parte de su energía para mantener un desequilibrio de iones de sodio y potasio entre el interior y el exterior de la célula.

Las formas más directas de transporte de membrana son pasivas. El transporte pasivo es un fenómeno que ocurre naturalmente y no requiere que la célula ejerza ninguna de su energía para realizar el movimiento. En el transporte pasivo, las sustancias se mueven de un área de mayor concentración a un área de menor concentración. Se dice que un espacio físico en el que hay un rango de concentraciones de una sola sustancia tiene un gradiente de concentración.

Transporte pasivo: La difusión es un tipo de transporte pasivo. La difusión a través de una membrana permeable mueve una sustancia desde un área de alta concentración (líquido extracelular, en este caso) hacia su gradiente de concentración (hacia el citoplasma).

Las formas pasivas de transporte, difusión y ósmosis, mueven materiales de pequeño peso molecular a través de las membranas. Las sustancias se difunden desde áreas de alta concentración a áreas de menor concentración, este proceso continúa hasta que la sustancia se distribuye uniformemente en un sistema. En soluciones que contienen más de una sustancia, cada tipo de molécula se difunde según su propio gradiente de concentración, independientemente de la difusión de otras sustancias. Muchos factores pueden afectar la velocidad de difusión, incluidos, entre otros, el gradiente de concentración, el tamaño de las partículas que se están difundiendo y la temperatura del sistema.

En los sistemas vivos, la difusión de sustancias dentro y fuera de las células está mediada por la membrana plasmática. Algunos materiales se difunden fácilmente a través de la membrana, pero otros se ven obstaculizados. Su paso es posible gracias a proteínas especializadas, como canales y transportadores. La química de los seres vivos se produce en soluciones acuosas equilibrar las concentraciones de esas soluciones es un problema continuo. En los sistemas vivos, la difusión de algunas sustancias sería lenta o difícil sin proteínas de membrana que faciliten el transporte.


La bomba de sodio y potasio

los bomba de sodio-potasio es un mecanismo de transporte activo que mueve los iones de sodio fuera de la célula y los iones de potasio hacia las células, ¡en todos los billones de células del cuerpo! Ambos iones se mueven de áreas de menor a mayor concentración, por lo que se necesita energía para este proceso & # 8220uphill & # 8221. La energía es proporcionada por ATP. La bomba de sodio-potasio también requiere proteínas transportadoras. Las proteínas portadoras se unen a iones o moléculas específicas y, al hacerlo, cambian de forma. A medida que las proteínas transportadoras cambian de forma, transportan los iones o moléculas a través de la membrana. La figura 4.8.2 muestra con mayor detalle cómo funciona la bomba de sodio-potasio, así como las funciones específicas que desempeñan las proteínas transportadoras en este proceso.

Figura 4.8.2 La bomba de sodio-potasio mueve los iones de sodio (Na +) fuera de la célula y los iones de potasio (K +) hacia la célula. Primero, tres iones de sodio se unen a una proteína transportadora en la membrana celular. Luego, la proteína transportadora cambia de forma, impulsada por la energía del ATP, y mientras lo hace, bombea los tres iones de sodio fuera de la célula. En ese momento, dos iones de potasio se unen a la proteína transportadora. El proceso se invierte y los iones de potasio se bombean al interior de la célula.

Para apreciar la importancia de la bomba de sodio y potasio, necesita saber más sobre las funciones del sodio y el potasio en el cuerpo. Ambos son minerales dietéticos esenciales. Necesita obtenerlos de los alimentos que consume. Tanto el sodio como el potasio también son electrolitos, lo que significa que se disocian en iones (partículas cargadas) en solución, lo que les permite conducir la electricidad. Las funciones corporales normales requieren un rango muy estrecho de concentraciones de iones de sodio y potasio en los fluidos corporales, tanto dentro como fuera de las células.

  • El sodio es el ión principal del líquido que se encuentra fuera de las células. Las concentraciones normales de sodio son aproximadamente diez veces más alto fuera de las células que dentro de las células. Sacar el sodio de la célula es moverlo contra el gradiente de concentración.
  • El potasio es el ion principal del líquido dentro de las células. Las concentraciones normales de potasio son aproximadamente 30 veces más alto dentro de las células que fuera de las celdas. Mover potasio al interior de la célula es moverlo contra el gradiente de concentración.

Estas diferencias de concentración crean un gradiente eléctrico y químico a través de la membrana celular, llamado Potencial de membrana . El control estricto del potencial de membrana es fundamental para las funciones vitales del cuerpo, incluida la transmisión de impulsos nerviosos y la contracción de los músculos. Un gran porcentaje de la energía del cuerpo se destina a mantener este potencial a través de las membranas de sus billones de células con la bomba de sodio y potasio.


Difusión simple

Difusión es el movimiento de una sustancia debido a una diferencia de concentración. Sucede sin la ayuda de otras moléculas. La sustancia simplemente se mueve del área donde está más concentrada al área donde está menos concentrada. Imagínese a alguien rociando perfume en la esquina de una habitación. ¿Las moléculas de perfume se quedan en la esquina? No, se esparcen o se difunden por toda la habitación hasta que se esparcen uniformemente. La figura 4.7.2 muestra cómo funciona la difusión a través de una membrana celular. Las sustancias que pueden exprimirse entre las moléculas de lípidos en la membrana plasmática por simple difusión son generalmente moléculas hidrófobas muy pequeñas, como moléculas de oxígeno y dióxido de carbono.

Figura 4.7.2 Las moléculas se difunden a través de una membrana desde un área de mayor concentración a un área de menor concentración hasta que la concentración es la misma en ambos lados de la membrana.

Figura 4.7.3 La ósmosis es un tipo de difusión en la que solo el agua puede atravesar la membrana plasmática.

Las proteínas transportadoras impulsadas por Na + en la membrana plasmática regulan el pH citosólico

La estructura y función de la mayoría de las macromoléculas están muy influenciadas por el pH y la mayoría de las proteínas funcionan de manera óptima a un pH particular. Las enzimas lisosomales, por ejemplo, funcionan mejor a pH bajo (

5) que se encuentran en los lisosomas, mientras que las enzimas citosólicas funcionan mejor a un pH cercano al neutro (

7.2) que se encuentra en el citosol. Por tanto, es fundamental que las células puedan controlar el pH de sus compartimentos intracelulares.

La mayoría de las células tienen uno o más tipos de antiportadores impulsados ​​por Na + en su membrana plasmática que ayudan a mantener el pH citosólico (pHI), alrededor de 7,2. Estas proteínas utilizan la energía almacenada en el gradiente de Na + para bombear el exceso de H +, que se filtra o se produce en la célula mediante reacciones de formación de ácido. Se utilizan dos mecanismos: el H + se transporta directamente fuera de la célula o el HCO3 - se introduce en la célula para neutralizar el H + en el citosol (según la reacción HCO3 - + H + y # x02192 H2O + CO2). Uno de los antiportadores que utiliza el primer mecanismo es un N / A + -H + intercambiador, que acopla una entrada de Na + a una salida de H +. Otro, que utiliza una combinación de los dos mecanismos, es un N / A + Cl impulsado - -HCO3 - intercambiador que acopla una afluencia de Na + y HCO3 - a una salida de Cl - y H + (de modo que NaHCO3 entra y sale HCl). El Cl - -HCO impulsado por Na +3 - el intercambiador es dos veces más efectivo que el intercambiador de Na + -H +, en el sentido de que bombea un H + y neutraliza otro por cada Na + que ingresa a la celda. Si HCO3 - está disponible, como suele ser el caso, este antiportador es la proteína transportadora más importante que regula el pHI. Ambos intercambiadores están regulados por pHI y aumentan su actividad a medida que desciende el pH en el citosol.

Un N / A + -cl independiente - -HCO3 - intercambiador también tiene un papel importante en el pHI regulación. Como los transportadores dependientes de Na +, el Cl - -HCO3 - el intercambiador está regulado por pHI, pero el movimiento de HCO3 -, en este caso, normalmente está fuera de la celda, por su gradiente electroquímico. La tasa de HCO3 - salida y Cl - entrada aumenta a medida que el pHI aumenta, disminuyendo así el pHI siempre que el citosol se vuelva demasiado alcalino. El Cl - -HCO3 - el intercambiador es similar a la proteína de la banda 3 en la membrana de los glóbulos rojos discutida en el Capítulo 10. En los glóbulos rojos, la proteína de la banda 3 facilita la rápida descarga de CO2 a medida que las células atraviesan los capilares del pulmón.

Las bombas de H + impulsadas por ATP también se utilizan para controlar el pH de muchos compartimentos intracelulares. Como se analizó en el capítulo 13, el pH bajo en los lisosomas, así como en los endosomas y las vesículas secretoras, se mantiene mediante bombas de H +, que utilizan la energía de la hidrólisis de ATP para bombear H + a estos orgánulos desde el citosol.


Biología: 2.5 membranas biológicas

El tejido de la membrana constaba de una bicapa de fosfolípidos con proteínas flotando en ella, que formaban un patrón de mosaico.

Las moléculas de lípidos pueden cambiar de lugar entre sí, y algunas de las proteínas pueden moverse, dando fluidez.

Regular la fluidez de la membrana.

Las neuronas tienen una vaina de mielina formada por células aplanadas envueltas alrededor de ellas, dando capas de la membrana celular formando una vaina de mielina que tiene aproximadamente un 20% de proteínas y un 76% de lípidos.

Membrana plasmática alrededor del cuerpo celular y alrededor del axón

Entonces, se difunden a través de canales de proteínas incrustados en la membrana.

La pared celular de celulosa rígida y fuerte evitará el estallido de la célula si entran demasiadas moléculas de agua en la célula.

Cuando las células se colocan en una solución de menor potencial hídrico, el agua sale de las células por ósmosis, a través de la membrana plasmática parcialmente permeable.

El citoplasma de las células vegetales se encoge y la membrana se separa de la pared celular de celulosa, las células se describen como plasmolizadas.

El tejido vegetal con células plasmolizadas se describe como flácido.

También tienen una región que se une y permite la hidrólisis de una molécula de ATP, para liberar energía de esta forma actúan como enzimas.

Un ejemplo de endocitosis es la fagocitosis en la que los glóbulos blancos (macrófagos) ingieren patógenos y los digieren.

Molécula de ARNm que se produce en el núcleo, se libera a través de un poro nuclear y luego se transporta al retículo endoplásmico rugoso, donde se sintetiza la proteína de ARNm.

A través de una vesícula de transporte, la proteína ARNm se transporta al aparato de Golgi, donde se modifica aún más.

Las posiciones / funciones de las proteínas incluidas en la membrana pueden alterarse a partir de esto, por ejemplo, si algunas de las proteínas que actúan como enzimas en una membrana se desplazan hacia los lados, esto puede alterar la velocidad de las reacciones que catalizan.

Un aumento en la fluidez de la membrana puede afectar el pliegue de la membrana plasmática durante la fagocitosis.

Un aumento en la fluidez de la membrana también puede cambiar la capacidad de las células para enviar señales a otras células mediante la liberación de sustancias químicas, a menudo por exocitosis.

Hay muchos ácidos grasos insaturados que forman la bicapa de fosfolípidos de la membrana celular y, a medida que se comprimen, las torceduras de sus colas empujan las moléculas de fosfolípidos adyacentes, lo que mantiene la fluidez de la membrana.

Las proporciones de ácidos grasos insaturados / saturados dentro de una membrana celular determinan la fluidez a temperaturas frías.

Su estructura terciaria (forma) cambia y, por lo tanto, no puede volver a cambiar cuando se enfrían, por lo que están desnaturalizados.


Membranas biológicas

Las membranas biológicas son estructuras que contienen dos capas de moléculas llamadas fosfolípidos que forman una barrera continua. Los fosfolípidos son moléculas grasas con cabeza y dos colas. La parte de la cabeza tiene una carga eléctrica y es atraída por el agua, pero las colas sin carga repelen el agua y las moléculas cargadas se disuelven en agua. Las capas de fosfolípidos se alinean de manera que las cabezas miren hacia las superficies interna y externa de una membrana, mientras que las colas ocupan el espacio entre las cabezas. Los materiales disueltos con carga eléctrica utilizan proteínas unidas a la membrana para pasar a través de la membrana celular.


Canales de proteínas / proteínas transportadoras

¿Alguien puede explicar la diferencia entre un canal de proteínas y proteínas transportadoras?

En mi libro dice que las proteínas intrínsecas actúan como portadores para transportar moléculas solubles en agua.

Pero para facilitar la difusión, dice que los canales de proteínas transportan moléculas solubles en agua a través de la bicapa de fosfolípidos.

Entonces, ¿cómo se transportan las moléculas solubles en agua? ¿Es a través de un canal de proteínas o una proteína transportadora?

Cualquier ayuda será apreciada.

¿No es lo que estás buscando? Try & hellip

Yo Linked. Tampoco entendí esto del todo, pero después de un tiempo lo resolví. Déjame coger mis notas.

En primer lugar, las proteínas extrínsecas e intrínsecas son solo tipos de proteínas. Intrínseco significa que atraviesa toda la membrana. Extrínseco significa que está solo en un lado de la membrana. Eso es todo lo que significa. El libro de texto tiene imágenes de esto. Ahora:

  • Son proteínas intrínsecas, por lo que se extienden por toda la membrana.
  • Básicamente hacen un canal / camino / agujero para que pasen las cosas.
  • El canal que hacen las proteínas del canal está lleno de agua. Esto significa solo Agua soluble las sustancias pueden pasar.
  • Difusión facilitada sucede aquí. Se trata básicamente de difusión, de alta a baja concentración. Facilitado solo significa que necesita esta proteína para funcionar, y la proteína aquí es la proteína del canal que hace el agujero en la membrana. (No digas hoyo, usa palabras más agradables como canal / camino)
  • Algunos los canales también son cerrado y / o selectivo. Cerrado significa que se abre solo cuando se estimula adecuadamente. Selectivo significa que solo deja pasar ciertas sustancias.
  • Estos pueden hacer Difusión facilitada Y transporte activo
  • Si desea una imagen de cómo se ve, toma la molécula en un lado de la membrana y luego cambia de forma y la deposita en el otro lado.
  • Lo que hay que recordar aquí es que la molécula que se mueve a través de la membrana en realidad se une con la proteína, a diferencia de los canales donde la proteína solo hace un agujero para que pasen las moléculas.
  • Para difusión facilitada las moléculas usan sus medios de energía cinética incorporados para unirse con la proteína del canal, que la mueve al otro lado de la membrana. Como se trata de difusión, está pasando de una concentración alta a una concentración baja.
  • Para transporte activo El ATP se utiliza para mover moléculas de una concentración baja a una concentración alta.
  • En ambas situaciones, con las proteínas transportadoras, la molécula SE UNE A LA PROTEÍNA.

Si me equivoco, que alguien me diga. Y pregunta si tienes alguna pregunta

(Publicación original de Vinculado)
¿Alguien puede explicar la diferencia entre un canal de proteínas y proteínas transportadoras?

En mi libro dice que las proteínas intrínsecas actúan como portadores para transportar moléculas solubles en agua.

Pero para facilitar la difusión, dice que los canales de proteínas transportan moléculas solubles en agua a través de la bicapa de fosfolípidos.

cazmasetro ha dado un muy buen resumen de las características de las proteínas del canal y las proteínas transportadoras anteriores, y es muy simple en su punto crucial: las proteínas del canal son un 'túnel' a través de la membrana celular, las proteínas transportadoras agarran una molécula, la mueven a la otra lado de la membrana y suéltelo. Cosas super simples.

Las proteínas portadoras son un poco más complejas en los mecanismos que utilizan y tienen muchas formas diferentes de trabajar, pero no creo que debas preocuparte por eso, y la descripción básica es como ya he dicho. .

Para aclarar algo que no creo que sea muy evidente en la respuesta anterior: 'difusión facilitada' en proteínas transportadoras solo significa que el proceso no requiere energía: no es necesario gastar energía para mover la molécula de un lado de la membrana a otra.

Tampoco necesita memorizar la lista anterior si comprende sus conceptos básicos de difusión y transporte activo, y puede usar un poco de sentido común, ¡puede averiguar qué hacen las proteínas de canal y las proteínas transportadoras!

Entonces, ¿cómo se transportan las moléculas solubles en agua? ¿Es a través de un canal de proteínas o una proteína transportadora?

Cualquier ayuda será apreciada.

¡Son ambos! A veces usa canales, a veces usa operadores, dependiendo de la situación.

Una proteína de pico más resistente explica la propagación más rápida de las variantes del coronavirus

BOSTON - 16 de marzo de 2021 - Las variantes de coronavirus de rápida propagación en el Reino Unido, Sudáfrica y Brasil están generando preocupaciones y preguntas sobre si las vacunas COVID-19 protegerán contra ellas. Un nuevo trabajo dirigido por Bing Chen, PhD, en el Boston Children's Hospital analizó cómo cambia la estructura de las proteínas del pico del coronavirus con la mutación D614G, llevada por las tres variantes, y mostró por qué estas variantes pueden propagarse más rápidamente. El equipo informa sus hallazgos en Ciencias (16 de marzo de 2020).

El equipo de Chen tomó imágenes de los picos con microscopía crioelectrónica (crio-EM), que tiene una resolución hasta el nivel atómico. Descubrieron que la mutación D614G (sustitución de una "letra" de un solo aminoácido en el código genético de la proteína del pico) hace que el pico sea más estable en comparación con el virus SARS-CoV-2 original. Como resultado, hay más picos funcionales disponibles para unirse a los receptores ACE2 de nuestras células, lo que hace que el virus sea más infeccioso.

Evitar el cambio de forma de los picos

En el coronavirus original, las proteínas de pico se unirían al receptor ACE2 y luego cambiarían drásticamente de forma, plegándose sobre sí mismas. Esto permitió al virus fusionar su membrana con las membranas de nuestras propias células y entrar. Sin embargo, como informaron Chen y sus colegas en julio de 2020, los picos a veces cambiaban de forma prematuramente y se deshacían antes de que el virus pudiera unirse a las células. Si bien esto ralentizó el virus, el cambio de forma también hizo más difícil para nuestro sistema inmunológico contener el virus.

"Debido a que la proteína espiga original se disociaría, no fue lo suficientemente buena como para inducir una fuerte respuesta de anticuerpos neutralizantes", dice Chen.

Cuando Chen y sus colegas tomaron imágenes de la proteína de pico mutante, encontraron que la mutación D614G estabiliza el pico al bloquear el cambio de forma prematuro. Curiosamente, la mutación también hace que los picos se unan más débilmente al receptor ACE, pero el hecho de que los picos sean menos propensos a desmoronarse prematuramente hace que el virus en general sea más infeccioso.

"Digamos que el virus original tiene 100 picos", explica Chen. "Debido a la inestabilidad de la forma, es posible que tenga solo el 50 por ciento de ellos funcionales. En las variantes G614, puede tener el 90 por ciento que son funcionales, por lo que, aunque no se unan tan bien, las posibilidades de que tenga infección."

Chen propone que las vacunas rediseñadas incorporen el código de esta proteína de pico mutante. La forma de pico más estable debería hacer que cualquier vacuna basada en el pico (como son las vacunas Moderna, Pfizer y Johnson & Johnson) sea más probable que provoque anticuerpos neutralizantes protectores, dice.

Dirección futura: un medicamento para bloquear la entrada del coronavirus

Chen y sus colegas están aplicando aún más la biología estructural para comprender mejor cómo se une el SARS-CoV-2 al receptor ACE2, con miras a la terapéutica para evitar que el virus ingrese a nuestras células.

En enero, el equipo mostró en Nature Structural & Molecular Biology que una proteína ACE2 "señuelo" diseñada estructuralmente se une al virus 200 veces más fuertemente que la propia ACE2 del cuerpo. El señuelo inhibió potentemente el virus en cultivo celular, lo que sugiere que podría ser un tratamiento anti-COVID-19. Chen ahora planea hacer avanzar esta investigación en modelos animales.

Chen es investigador principal del periódico Ciencias. Jun Zhang y Yongfei Cai de la División de Medicina Molecular del Niño de Boston fueron los primeros coautores. Los coautores fueron Tianshu Xiao, Hanqin Peng, Sophia Rits-Volloch y Piotr Sliz de Boston Children's Jianming Lu de Codex BioSolutions, Inc., Sarah Sterling y Richard Walsh Jr. del Harvard Cryo-EM Center for Structural Biology (Harvard Medical School) y Haisun Zhu, Alec Woosley y Wei Yang del Instituto de Innovación de Proteínas (Institutos de Medicina de Harvard). El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (AI147884, AI147884-01A1S1, AI141002, AI127193), un premio COVID-19 otorgado por MassCPR y Emergent Ventures.

Acerca del Boston Children's Hospital

El Boston Children's Hospital está clasificado como el hospital infantil número uno del país por U.S. News & World Report y es el principal afiliado de enseñanza pediátrica de la Escuela de Medicina de Harvard. Hogar de la empresa de investigación más grande del mundo con sede en un centro médico pediátrico, sus descubrimientos han beneficiado tanto a niños como a adultos desde 1869. En la actualidad, 3000 investigadores y personal científico, incluidos 9 miembros de la Academia Nacional de Ciencias, 23 miembros de la Academia Nacional de Medicina y 12 investigadores médicos de Howard Hughes componen la comunidad de investigación del Boston Children's. Fundado como un hospital de 20 camas para niños, Boston Children's es ahora un centro integral de 415 camas para atención médica pediátrica y adolescente. Para obtener más información, visite nuestro blog Discoveries y síganos en las redes sociales @BostonChildrens, @BCH_Innovation, Facebook y YouTube.

Descargo de responsabilidad: AAAS y EurekAlert! ¡no somos responsables de la precisión de los comunicados de prensa publicados en EurekAlert! por las instituciones contribuyentes o para el uso de cualquier información a través del sistema EurekAlert.


Reacciones químicas del agua

El agua participa directamente en muchas reacciones químicas para construir y descomponer componentes importantes de la célula. La fotosíntesis, el proceso en las plantas que crea azúcares para todas las formas de vida, requiere agua. El agua también participa en la construcción de moléculas más grandes en las células. Las moléculas como el ADN y las proteínas están formadas por unidades repetitivas de moléculas más pequeñas. La unión de estas pequeñas moléculas se produce mediante una reacción que produce agua. Por el contrario, se requiere agua para la reacción inversa que descompone estas moléculas, lo que permite que las células obtengan nutrientes o reutilicen trozos de moléculas grandes.

Además, el agua protege a las células de los efectos peligrosos de los ácidos y las bases. Las sustancias muy ácidas o básicas, como la lejía o el ácido clorhídrico, son corrosivas incluso para los materiales más duraderos. Esto se debe a que los ácidos y las bases liberan hidrógenos en exceso o absorben hidrógenos en exceso, respectivamente, de los materiales circundantes. La pérdida o la obtención de hidrógenos cargados positivamente altera la estructura de las moléculas. Como hemos aprendido, las proteínas requieren una estructura específica para funcionar correctamente, por lo que es importante protegerlas de los ácidos y las bases. El agua hace esto actuando como un ácido y una base (Figura 4). Aunque los enlaces químicos dentro de una molécula de agua son muy estables, es posible que una molécula de agua ceda un hidrógeno y se convierta en OH & # 8211, actuando así como una base, o acepte otro hidrógeno y se convierta en H 3 O +, actuando así como un ácido. Esta adaptabilidad permite que el agua combata cambios drásticos de pH debido a sustancias ácidas o básicas en el cuerpo en un proceso llamado amortiguación. En última instancia, esto protege las proteínas y otras moléculas de la célula.

Figura 4: El agua actúa como amortiguador liberando o aceptando átomos de hidrógeno.

En conclusión, el agua es vital para toda la vida. Su versatilidad y adaptabilidad ayudan a realizar importantes reacciones químicas. Su estructura molecular simple ayuda a mantener formas importantes para los componentes internos y la membrana externa de las células. Ninguna otra molécula iguala al agua cuando se trata de propiedades únicas que sustentan la vida. Es emocionante que los investigadores continúen estableciendo nuevas propiedades del agua, como los efectos adicionales de su estructura asimétrica. Los científicos aún tienen que determinar los impactos fisiológicos de estas propiedades. Es asombroso cómo una simple molécula es universalmente importante para organismos con diversas necesidades.

Molly Sargen es estudiante de doctorado de primer año en el Programa de Ciencias Biológicas y Biomédicas de la Facultad de Medicina de Harvard.

Dan Utter es un estudiante de doctorado de quinto año en Biología Organísmica y Evolutiva en la Universidad de Harvard.

Para más información:

  • Para obtener más información sobre la importancia de la solubilidad de los fármacos, consulte este artículo.
  • Consulte estos artículos para obtener más información sobre las proteínas y cómo el agua afecta su plegamiento.
  • Obtenga más información sobre los fosfolípidos aquí.
  • Obtenga más información sobre el efecto del agua en la estructura del ADN aquí.
  • Obtenga más información sobre ácidos y bases aquí.
  • Consulte las propiedades únicas del agua en esta página o las propiedades del agua descubiertas recientemente en este artículo.

Este artículo es parte de nuestra edición especial sobre el agua. ¡Para leer más, consulte nuestra página de inicio de edición especial!


Ver el vídeo: Transporte mediado por proteínas transportadoras (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Faegan

    Están bien versados ​​en esto. Pueden ayudar a resolver el problema. Juntos podemos encontrar una respuesta correcta.

  2. Nicol

    Apenas puedo creer eso.

  3. Sabah

    Creo que no tienes razón. Te invito a discutir. Escribe en PM, hablaremos.

  4. Tiladene

    los felicito, que palabras necesarias..., la idea excelente



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