In uno studio innovativo, i ricercatori hanno svelato uno stato conformazionale precedentemente sconosciuto di una proteina trasportatrice cruciale, OxlT, che svolge un ruolo vitale nella prevenzione della formazione di calcoli renali. Questa scoperta, ottenuta attraverso metodi computazionali avanzati, offre nuove informazioni sulla funzione delle proteine e sui potenziali bersagli terapeutici.
Le proteine sono gli elementi costitutivi della vita e svolgono funzioni essenziali in ogni organismo vivente. Le proteine trasportatrici, come OxlT, sono particolarmente importanti poiché trasportano sostanze vitali attraverso le membrane cellulari. L'OxlT, presente nel batterio Oxalobacter formigenes, che degrada gli ossalati, è determinante nella gestione dei livelli di ossalato nel corpo umano.
L’eccesso di ossalato può portare a calcoli renali, un problema di salute doloroso e diffuso. Comprendere la funzione di OxlT è fondamentale, ma fino ad ora gli scienziati non avevano una conoscenza completa dei suoi vari stati strutturali, in particolare della conformazione aperta verso l'interno, una parte critica del suo meccanismo di trasporto.
Questo studio, condotto da Jun Ohnuki e dai suoi colleghi, ha utilizzato tecniche computazionali avanzate per simulare la dinamica della proteina OxlT. Hanno utilizzato la dinamica molecolare accelerata gaussiana (GaMD) e AlphaFold2, uno strumento di apprendimento automatico all'avanguardia, per esplorare la struttura e la funzione di OxlT. L'articolo, "Accelerated Molecular Dynamics and AlphaFold Uncover a Missing Conformational State of Transporter Protein OxlT", è pubblicato su The Journal of Physical Chemistry Letters .
Il team è riuscito a prevedere la sfuggente conformazione aperta verso l'interno di OxlT, un passo significativo nella comprensione del suo ciclo funzionale completo. Questa conformazione ha rivelato che OxlT preferisce legarsi al formiato piuttosto che all'ossalato in questo stato, un aspetto cruciale del suo ruolo nella gestione dell'ossalato.
Inoltre, la ricerca ha identificato specifici residui di amminoacidi critici per questa transizione conformazionale, una scoperta che potrebbe avere implicazioni più ampie per la comprensione della dinamica delle proteine.
Le implicazioni di questa ricerca si estendono oltre la singola proteina. La metodologia e le conoscenze ottenute da questo studio forniscono un modello per esplorare le dinamiche di altre proteine, in particolare le proteine trasportatrici, che sono spesso bersagli di farmaci terapeutici.
Comprendere queste proteine a un livello dettagliato può portare allo sviluppo di trattamenti più efficaci per una varietà di condizioni. Inoltre, questa ricerca esemplifica il potere di combinare la biologia computazionale con l'apprendimento automatico, un campo in rapida evoluzione che promette di svelare molti dei misteri più impegnativi della biologia.
Colmando una lacuna cruciale nella nostra comprensione della proteina OxlT, questo studio non solo contribuisce a potenziali progressi nella prevenzione dei calcoli renali, ma apre anche la strada a futuri progressi nella ricerca biomedica.
Il gruppo di ricerca comprende Jun Ohnuki, Titouan Jaunet-Lahary e Kei-ichi Okazaki del Centro di ricerca per le scienze computazionali presso l'Istituto di scienze molecolari (IMS), NINS. A completare il team è Atsuko Yamashita della Graduate School of Medicine, Odontoiatria e Scienze Farmaceutiche dell'Università di Okayama.
Ulteriori informazioni: Jun Ohnuki et al, Accelerated Molecular Dynamics e AlphaFold Uncover a Missing Conformational State of Transporter Protein OxlT, The Journal of Physical Chemistry Letters (2024). DOI:10.1021/acs.jpclett.3c03052
Informazioni sul giornale: Giornale di lettere di chimica fisica
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