¿Por qué el plegamiento de proteínas no depende del orden en que se sintetizan?

¿cómo puede ser que la forma en que se pliega la proteína no tenga nada que ver con la secuencia de aminoácidos que constituyen esta proteína?

La cita del investigador dice que la forma no está relacionada con la dirección de la síntesis (N->C en lugar de C->N). Implica que todo lo que importa es la secuencia de aminoácidos que constituye la proteína, y que el plegamiento de la proteína está impulsado por la estabilidad termodinámica más que por la cinética.

en caso de que mire la imagen especular de una proteína, ¿se plegaría igual?

Sí, si tuviera una imagen especular exacta de una proteína sola en solución, adoptaría el mismo pliegue pero reflejado. Los terminales N y C estarían en los mismos aminoácidos, pero todos los aminoácidos tendrían quiralidad D en lugar de L. Esta molécula generalmente no se encontraría en biología, ya que típicamente la vida usa L-aminoácidos. Tendría un comportamiento enzimático diferente en las moléculas quirales.

si considero, por ejemplo, las secuencias: ser-gly-ala-glu-pro-asp y asp-pro-glu-ala-gly-ser, ¿las dos se doblarán igual? (Creo que son proteínas D y su contraparte de proteína L)

Estas no son imágenes especulares, son moléculas completamente diferentes. No son contrapartes quirales (L y D). En general, no se plegarían a la misma estructura que los grupos CO y N en la columna vertebral, vea más en reddit . Sin embargo, este es un tema de investigación y se han encontrado algunas secuencias reversibles, ver Zhang2016 y Mittl2000 .

En un nivel más profundo, la afirmación del investigador de que la dirección de la síntesis (y, por lo tanto, la síntesis en general) no es importante no es clara. Para las proteínas diseñadas puede ser cierto, pero estas son pequeñas e hiperestables. Para proteínas más grandes y complejos de proteínas, la cinética juega un papel más importante, y las chaperonas pueden usarse para proteger una cadena en crecimiento a medida que sale del ribosoma. Consulte, por ejemplo, la discusión en Sorokina2018 y Deane2007 .

Sospecho que el autor quiso decir algo un poco diferente. No es solo que no importa si una proteína se sintetiza a partir del extremo N o C, tampoco es importante para el resultado final del plegamiento que la síntesis sea gradual en absoluto.

Al diseñar proteínas de novo , modelan el plegamiento en una computadora. La adición gradual de residuos de aminoácidos a la proteína no forma parte de estos modelos, los cálculos se realizan en toda la secuencia a la vez. Aún así, cuando las proteínas diseñadas se sintetizan en los ribosomas, se pliegan correctamente. Entonces, el hecho de que las proteínas se construyan paso a paso no debería influir mucho en cómo se pliegan. Siempre que haya un estado de energía libre lo suficientemente bajo, se logrará.

Además, N-ser-gly-ala-glu-pro-asp-Cy N-asp-pro-glu-ala-gly-ser-Cno son exactamente las imágenes reflejadas entre sí. Solo tienen grupos terminales amino y carboxilo intercambiados. Me imagino que esto puede influir un poco en el plegado.

Además de lo ya dicho, quiero mencionar algo más sutil. Lo que otras personas han comentado aquí es sobre un viejo 'dogma' debido a Christian Anfinsen , que postula que lo único que importa es la secuencia de aminoácidos + el microambiente (pH, temperatura, etc).

Sin embargo, creo que podría estar confundiendo otras dos capas de complejidad bioquímica. Uno, aminoácidos L versus D. Si toda la maquinaria de la síntesis de proteínas (¡incluidos el ribosoma y el ARN mensajero!) fuera perfectamente especular (es decir, D-aminoácidos y L-azúcares, y la secuencia de ARN correspondiente), siendo todo lo demás igual, entonces se esperaría el plegamiento . ser lo mismo (aunque en la práctica, este es un nuevo campo de la ingeniería molecular que no es tan avanzado). De hecho, no está claro por qué tenemos una forma quiral particular de azúcares y aminoácidos, y bien podría ser un accidente de la evolución.

La segunda cosa que podría confundirse en su pregunta es el orden en que se agrega un aminoácido particular a una proteína recién sintetizada . Aunque las respuestas anteriores parecen descartar esto como algo sin importancia; es de hecho muy importante . Los aminoácidos al comienzo de una cadena de proteínas se pliegan tan pronto como salen del ribosoma . Por lo tanto, este es un proceso bastante importante, ya que las proteínas no solo están 'esperando' a ser completamente sintetizadas para que comience el plegamiento: interactúan continuamente con el medio ambiente (¡incluidas las chaperonas!), Por lo que el plegamiento también depende en el orden de síntesis _

La cita es que la estructura de la proteína generalmente es impulsada termodinámicamente y no cinéticamente. Las estructuras serían diferentes si tomara una imagen especular de la secuencia que mostró, ya que el aminoácido en el extremo n y c es diferente, al igual que la orientación de todos los demás aminoácidos. Sin embargo, si el ribosoma pudiera traducirse en la dirección de c a n terminal en lugar de n a c terminal, entonces la estructura de la proteína formada sería la misma, a eso se refiere la cita. Esto se debe a que, como digo, el plegamiento de proteínas suele ser impulsado termodinámicamente, aunque algunos aminoácidos salen primero del ribosoma y forman una estructura (la estructura cinética, ya que estos aminoácidos llegaron primero), se forma la estructura con la energía libre más baja.