Una nueva técnica desarrollada por investigadores de Max Planck en Gotinga logró visualizar átomos individuales en una proteína, por primera vez, mediante un procedimiento con microscopía crioelectrónica.
El equipo ha roto la barrera de resolución en la microscopía crioelectrónica, con la observación de estos átomos individuales en una estructura de proteína de los cuales registraron imágenes nítidas.
Con esta técnica se logrará tener conocimientos detallados que facilitarán la comprensión de cómo las proteínas hacen su trabajo o causan enfermedades en la célula viva. La técnica también se podrá ser utilizada para desarrollar nuevos fármacos.
Se sabe que, desde el brote de la pandemia Covid-19, científicos de todo el mundo han estado trabajando en estructuras 3D de importantes proteínas clave del nuevo coronavirus, con el objetivo de encontrar sitios de acoplamiento para el desarrollo de un compuesto activo que pueda combatir el patógeno de manera efectiva.
Uno de estos métodos con el que se ha estado trabajando es la microscopía crioelectrónica (crio-EM), que hace posible visibilizar estructuras tridimensionales de biomoléculas. Dado que son estructuralmente muy flexibles, no es una tarea fácil.
Esta flexibilidad hace que las moléculas sean difusas, se dañen, enfrían o se congelan con mucha facilidad. Entonces, los investigadores tienen que tener mucho cuidado al trabajar con ellas para no alterarlas y lograr capturar muestras que, luego, al ser bombardeadas con electrones y se puedan registrar las imágenes resultantes, con las cuales se puede calcular la estructura tridimensional de las moléculas.
Tres pioneros de esta técnica, Jacques Dubochet, Joachim Frank y Richard Henderson, recibieron el Premio Nobel de Química por el desarrollo de cryo-EM en 2017. El récord mundial de resolución permite ver átomos individuales en proteínas
Ahora, este grupo de investigación ha roto la barrera de la resolución crio-EM con un microscopio electrónico criogénico único recientemente desarrollado por el propio grupo. Con este nuevo microscopio, los científicos han tomado más de un millón de imágenes de la proteína apoferritina para mapear la estructura molecular con una resolución de 1.25 angstroms. Un angstrom equivale a una diez millonésima de milímetro.
Es así como, ahora, es posible visualizar átomos individuales en la proteína, un hito en el campo. Con esta técnica se puede observar estructuras y detalles nunca antes vistos. Incluso es posible ver la densidad de los átomos de hidrógeno y las modificaciones químicas de un solo átomo.
Finalmente, los investigadores señalaron que ser capaces de ver la estructura de una proteína con una resolución atómica sin precedentes, observar sus componentes directamente en funcionamiento, permitirá tener una idea de cómo llevan a cabo sus tareas, todo lo cual serán de gran importancia para el para el diseño de fármacos.
Con información del Instituto Max Planck.