Cambio de hidratación en el desplegamiento de proteínasun análisis basado en el efecto de codisolventes

Resumen

En este trabajo hemos explorado la posibilidad de cuantificar cambios de hidratación en el desplegamiento de proteínas a partir del estudio experimental de los efectos que presentan codisolventes sobre la estabilidad de éstas. Para ello, hemos caracterizado la energética de desplegamiento de dos proteínas modelo (ribonucleasa a y lisozima) en función de la temperatura, el pH y la concentración de varios codisolventes (sacarosa, glucosa, glicerol y polietitengligol 8000) que, de acuerdo con estudios previos en la literatura, están preferencialmente excluidos de la superficie de, al menos, los estados nativos de las proteínas. También hemos incluído en nuestro estudio un agente desnaturalizante típico: la urea. A partir de la caracterización experimental de la energética de desplegamiento hemos calculado los cambios desnaturacionales en hidratación preferencial para las dos proteínas en las varias mezclas agua-codisolvente usadas. Encontramos que estos cambios desnaturacionales en hidratación preferencial son significativamente menores que varias estimaciones teóricas del cambio desnaturacional en el número de moléculas de agua presentes en la primera capa de hidratación de la proteína, incluso cuando la accesibilidad al disolvente del estado desplegado se modela a partir de fragmentos compactos escindidos de estructuras plegadas. Un análisis basado en el modelo de dos dominios del disolvente indica que los pequeños valores encontrados para el cambio desnaturacional en hidratación preferencial podrían ser el resultado de la presencia de pequeñas cantidades de codisolvente en el dominio local que "rodea" a la proteína. Igualmente, el modelo de dos dominios sugiere que pequeñas diferencias en las cantidades de codisolvente presentes en el dominio local pueden determinar si una cierta sustancia es un estabilizador de proteínas o un agente desnaturalizante.