Una mirada cercana a una proteína muestra cómo mueve pasajeros moleculares hacia las células en los riñones, el cerebro y otros lugares.

La proteína LRP2 es parte de un servicio de entrega, capturando ciertas moléculas fuera de una célula y transportándolas hacia adentro. Ahora, los mapas tridimensionales de LRP2 revelan la estructura de la proteína y cómo captura y libera moléculas, informan los investigadores el 6 de febrero en Cell . La proteína adopta una forma más abierta, como una red, con un pH casi neutro fuera de las células. Pero en el ambiente ácido dentro de las células, la proteína se desmorona para dejar a los pasajeros.

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La forma de la estructura de LRP2, y cómo permite tantas funciones, ha dejado perplejos a los científicos durante décadas. La proteína ayuda a los riñones y al cerebro a filtrar las sustancias tóxicas y también actúa en otros lugares, como los pulmones y el oído interno. Cuando la proteína no funciona correctamente, pueden ocurrir una serie de condiciones de salud, incluida la enfermedad renal crónica y el síndrome de Donnai-Barrow, un trastorno genético que afecta los riñones y el cerebro.

Las diversas condiciones asociadas con la disfunción de LRP2 provienen de las numerosas responsabilidades de la proteína: se une a más de 75 moléculas diferentes. Esa es una cantidad enorme para una proteína, lo que le valió el apodo de "papel matamoscas molecular", dice el nefrólogo Jonathan Barasch de la Universidad de Columbia.

Por lo general, LRP2 se asienta en la superficie de una membrana celular, esperando atrapar una molécula que pasa. Después de que la proteína se une a una molécula, la célula engulle la parte de su superficie que contiene la proteína, formando una burbuja interna llamada endosoma. Luego, LRP2 libera la molécula dentro de la célula y el endosoma lleva la proteína de vuelta a la superficie.

Para comprender este sistema de transporte, Barasch y sus colegas recolectaron LRP2 de 500 riñones de ratón. Los investigadores pusieron parte de la proteína en una solución con un pH extracelular de 7,5 y otra parte en una solución que imitaba el endosoma con un pH de 5,2. Usando un microscopio crioelectrónico, capturaron imágenes de las proteínas y luego unieron las imágenes en una computadora, generando mapas tridimensionales de la proteína en formaciones abiertas y cerradas.

Este modelo tridimensional de la proteína LRP2 muestra cómo se transforma de una estructura más abierta con un pH casi neutro fuera de una célula a una forma arrugada con un pH ácido dentro de una célula. Estos cambios de forma impulsados ​​por el pH permiten que LRP2 enganche las moléculas fuera de una célula y las libere dentro. Dos copias de una proteína, una rosa y otra azul, forman LRP2.

Los investigadores sugieren que los átomos de calcio cargados mantienen abierta la proteína en el pH extracelular. Pero a medida que el pH cae debido a los iones de hidrógeno que fluyen hacia el endosoma, los iones de hidrógeno desplazan a los iones de calcio, lo que hace que la proteína se contraiga.

CITAS

A. Beenken et al . Las estructuras de LRP2 revelan una máquina molecular para la endocitosis . celular _ Publicado en línea el 6 de febrero de 2023. doi: 10.1016/j.cell.2023.01.016.

Acerca de McKenzie Prillaman

McKenzie Prillaman es la pasante de redacción científica de la primavera de 2023 en  Science News . Tiene una licenciatura en neurociencia con especialización en bioética de la Universidad de Virginia y una maestría en comunicación científica de la Universidad de California, Santa Cruz.