Bioquímica y Bioquímica Analítica

Abstracto

Influencia del hacinamiento y confinamiento de macromoléculas en la actividad y la estructura enzimática en condiciones nativas y desnaturalizantes

Steven Long, Jeffrey Kunkel y Prashanth Asuri

Actualmente, se reconoce que tanto el hacinamiento como el confinamiento influyen en la estructura y función de las enzimas debido a los efectos de volumen excluidos; sin embargo, las eficacias relativas de estos entornos en los destinos de las proteínas siguen sin estar claras debido a la falta de estudios de comparación directa. En este estudio, exploramos el uso del biopolímero alginato para desarrollar una plataforma in vitro para investigar los efectos tanto del hacinamiento como del confinamiento en el comportamiento de dos enzimas modelo: la peroxidasa de rábano picante y la β-galactosidasa. El alginato, en su fase de solución, se puede utilizar como agente de hacinamiento y, en su fase de gel mediante reticulación utilizando cationes divalentes, para encapsular y confinar proteínas, lo que nos permite utilizar el mismo sistema para comparar directamente los efectos del hacinamiento y el confinamiento. Se lograron diferentes grados de hacinamiento y confinamiento variando la concentración de alginato, y estos estudios demostraron una clara dependencia de la actividad enzimática en el grado de hacinamiento y confinamiento. Además, nuestros datos también sugirieron que el confinamiento de proteínas en geles de alginato reticulados condujo a mayores mejoras en la actividad enzimática en condiciones desnaturalizantes en relación con entornos abarrotados sin reticulación. Los resultados de los análisis cinéticos se corroboraron mediante mediciones estructurales de la desnaturalización de proteínas utilizando el ensayo de fluorescencia del ácido 8-anilinonaftaleno-1-sulfónico.