chaperona química

La expresión recombinante de proteínas en Escherichia coli suele dar lugar a la formación de agregados proteicos insolubles denominados cuerpos de inclusión . Estos cuerpos proteicos requieren replegamiento in vitro una vez extraídos de las células de E. coli mediante un detergente fuerte. Se cree que las proteínas se despliegan durante el proceso de solubilización, y la posterior eliminación del detergente mediante dilución permite su replegamiento. Tanto los potenciadores del plegamiento como los supresores de la agregación se emplean a menudo durante la eliminación del desnaturalizante para facilitar el plegamiento a la estructura nativa y prevenir la agregación. Los potenciadores del plegamiento ayudan a la proteína a adoptar la estructura nativa lo antes posible cuando la concentración de detergente disminuye drásticamente de golpe, como en el proceso de dilución. Por otro lado, los supresores de la agregación impiden que los intermediarios del plegamiento proteico se agreguen incluso después de una exposición prolongada a un nivel intermedio de detergente, como se observa en la diálisis. Por ejemplo, se ha informado que la taurina aumenta significativamente el rendimiento del replegamiento in vitro de anticuerpos de fragmento Fab . ^{[ 1 ]}

El descubrimiento del efecto de las chaperonas químicas en el plegamiento de proteínas condujo a la expresión periplásmica de proteínas, especialmente para aquellas que requieren un ambiente oxidativo para formar enlaces disulfuro y lograr un plegamiento adecuado. El plegamiento de proteínas que resulta difícil en el citoplasma puede potenciarse en el periplasma , donde la presión osmótica se puede controlar fácilmente. La presión osmótica del espacio periplásmico se puede modificar simplemente cambiando la del medio, ya que los osmolitos penetran libremente la membrana externa. Las proteínas se secretan a este espacio cuando se les une una secuencia señal apropiada en su extremo. Un buen ejemplo de potenciación del plegamiento mediante la expresión periplásmica es la variante del activador del plasminógeno (rPA) que contiene enlaces disulfuro. Se ha demostrado que el plegamiento de rPA aumenta cuando se añaden potenciadores del plegamiento o arginina al medio de cultivo. ^{[ 1 ]}

Los halófilos son un tipo de extremófilos que se han adaptado a soluciones salinas extremas. Se clasifican en dos categorías: 1) arqueas extremadamente halófilas y 2) bacterias moderadamente halófilas . Las arqueas extremadamente halófilas se han adaptado para requerir altas concentraciones de sal (2,5 M) en su entorno vital, incorporando dicha concentración a sus células. Por otro lado, las bacterias moderadamente halófilas logran vivir en un amplio rango de concentraciones de sal mediante la síntesis o incorporación de compuestos orgánicos. Muchas bacterias y arqueas halófilas son fáciles de mantener, y su alta presión osmótica celular se ha aprovechado en la producción de proteínas recombinantes. El entorno celular de los halófilos puede ajustarse con precisión para facilitar el plegamiento de la proteína de interés, modificando la concentración de osmolitos en el medio de cultivo. Se ha informado de la expresión y el plegamiento exitosos de la proteína de nucleación de hielo, GFP, α-amilasa, nucleótido difosfato quinasa y serina racemasa en halófilos. ^{[ 1 ]}

La fibrosis quística (FQ) es una enfermedad que resulta de una alteración en el mantenimiento del nivel del regulador de la conductancia transmembrana de la fibrosis quística (CFTR), que funciona como un canal de cloruro en los tejidos pulmonares. Se ha encontrado una mutación puntual ΔF508 en la proteína CFTR que interfiere con la maduración de la proteína en varios pacientes con FQ. Se ha observado que la CFTR mutante generalmente no se transporta a la membrana celular y se degrada en el RE; sin embargo, las que logran llegar a la membrana celular son completamente funcionales. Como resultado, se ha demostrado que varias chaperonas químicas promueven el transporte de la CFTR ΔF508 a la membrana plasmática. ^{[ 4 ]}

La transtiretina (TTR) parcialmente desnaturalizada puede promover la formación de fibrillas amiloides en las células, y esta agregación puede provocar toxicidad celular y diversas patologías humanas. Se han descubierto muchos inhibidores de moléculas pequeñas de la formación de amiloide por TTR que actúan estabilizando cinéticamente el tetrámero de TTR. Esto previene el plegamiento incorrecto del monómero al dificultar la disociación del tetrámero de TTR. ^{[ 5 ]} Tafamidis es una de estas moléculas pequeñas que ha sido aprobada por varias agencias reguladoras internacionales para el tratamiento de la polineuropatía amiloide familiar por transtiretina. ^{[ 6 ]}