Caracterización experimental y análisis estructural de proteínas ancestrales diseñadas. (A) Representación esquemática del flujo de trabajo de diseño de proteínas ancestrales. (B) Cuadro resumen que reporta las características generales de los diseños seleccionados y sus resultados de expresión; Las 5 proteínas expresadas con éxito en el laboratorio se indican en negrita. (C) Espectros CD de las proteínas ancestrales purificadas. (D) Comparaciones estructurales de Ap3, Fd3 y Rn2, respectivamente. Las estructuras de RMN determinadas experimentalmente se muestran en azul, las plantillas de tipo salvaje correspondientes en rojo y los modelos de difusión de RF diseñados en gris – biorxiv.org
Las primeras proteínas probablemente surgieron de un conjunto químicamente limitado de aminoácidos disponibles a través de la química prebiótica, lo que plantea una pregunta central en la evolución molecular: ¿podrían estas composiciones primitivas producir pliegues funcionales estables?
Utilizando un diseño de novo, construimos tres arquitecturas de proteínas antiguas utilizando un alfabeto reducido de diez aminoácidos, de inspiración evolutiva, por ejemplo, sin todos los residuos básicos y aromáticos.
Las estructuras resultantes adoptaron las topologías previstas y mostraron una resistencia excepcional a la desnaturalización térmica y química. Las simulaciones computacionales revelaron además que las proteínas construidas a partir de este alfabeto restringido eran tan resistentes a las mutaciones como las que usaban los veinte residuos canónicos.
Además de sus implicaciones evolutivas, nuestros resultados proporcionan una base para el diseño minimalista de proteínas y la generación de sistemas simplificados y robustos en ingeniería celular mínima.
Conjuntos antiguos de aminoácidos permiten pliegues proteicos estables, biorxiv.org (acceso abierto)
Astrobiología, evolución, genómica,
