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Crónicas de autores

Montevideo, Uruguay (especial para SIIC):
Las proteínas son responsables de la existencia de una enorme diversidad de procesos celulares. La comprensión de los aspectos moleculares básicos de la acción de las proteínas constituye entonces un objetivo central de la investigación biológica, de fundamental impacto en la medicina y la biotecnología. La acción de una enzima o de una proteína responsable del transporte de cierto soluto a través de una membrana biológica se describe generalmente mediante un diagrama cinético. Este tipo de diagramas consta de estados intermedios de la proteína y de transiciones que conectan dos estados entre sí. Así, por ejemplo, la acción de una enzima que cataliza la transformación de un sustrato en un producto se puede representar mediante un diagrama que considera solamente dos estados intermedios, el de la enzima libre y el del complejo enzima-sustrato. La concepción física contemporánea acerca de la dinámica estructural de las proteínas globulares difiere marcadamente de esta visión sencilla surgida de los estudios cinéticos. Evidencia obtenida mediante técnicas físicas y de simulación computarizada de dinámica molecular sugiere que, en estado nativo y dentro del rango de temperatura usual de los fenómenos biológicos, las proteínas globulares experimentan transiciones entre un gran número de estados conformacionales intermedios. Un paso fundamental en la comprensión de la naturaleza de la función de las proteínas puede ser el de entender por qué las proteínas globulares, caracterizadas entonces por fluctuar entre un número posiblemente muy elevado de estados estructurales, exhiben habitualmente propiedades funcionales que pueden ser representadas por diagramas cinéticos sencillos.
En el artículo aquí reseñado se propone una posible vía general de conciliación entre ambas concepciones. Según los autores, el diagrama de estados utilizado para describir los resultados experimentales obtenidos a partir de los estudios cinéticos de cierta enzima sería un diagrama “reducido”. Esto es, aunque el mecanismo de acción detallado de la macromolécula corresponda a un diagrama de estados complejo, el experimentador sólo es capaz de reconocer un funcionamiento describible por algunos de dichos estados. Esta limitación está, en definitiva, impuesta por la escala de tiempo del procedimiento experimental empleado. Por lo tanto, las interacciones entre estados reconocibles corresponderían, en realidad, a una red de interacciones entre estados escondidos, no identificables mediante los procedimientos experimentales empleados. Con el objetivo de ilustrar esta idea, en el artículo mencionado se propone un método para reducir diagramas cinéticos complejos y se considera, a modo de ejemplo, el caso de un transportador de membrana complejo capaz de exhibir una conducta fenomenológica describible por un diagrama cinético sencillo. Se emplea metodología derivada del procedimiento gráfico de análisis de diagramas cinéticos (Hill, 1977) para generalizar la técnica de reducción a diagramas multicíclicos. Se utilizan asimismo métodos de simulación estocástica tipo Monte Carlo para obtener los parámetros cinéticos relevantes del transportador complejo y poder compararlos con los obtenidos analíticamente para el modelo reducido. El estudio del ejemplo considerado permite confirmar que, cuando se satisfacen ciertas relaciones entre las constantes cinéticas, el modelo completo del transportador complejo y el modelo reducido obtenido a partir del mismo exhiben similares propiedades cinéticas fenomenológicas.

Julio A. Hernández *

Referencias bibliográficas

Hill TL. 1977. Free energy transduction in biology, Academic Press, New York.

Para comunicarse con Julio A. Hernández mencionar a SIIC como referencia:
Faculad de Ciencias, Universidad de la República, Iguá Esq. Mataojo, 11400, Montevideo, Uruguay
Fono: 2 525; Fax: 2 525
jahern@fcien.edu.uy

REDUCED KINETIC MODELS OF FACILITATIVE TRANSPORT

Título en castellano
MODELOS CINETICOS REDUCIDOS DE TRANSPORTE FACILITADO

Autores
Julio A. Hernández,¹ Juan Carlos Valle Lisboa²

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