¡IMPORTANTE! Científicos comprueban por qué la vida no puede ocurrir sin agua.

Los científicos están cada vez más cerca de la observación directa de cómo y por qué el agua es esencial para la vida tal como la conocemos.

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Un estudio en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias ofrece la evidencia más fuerte de que las proteínas -las grandes y complejas moléculas que se pliegan en formas particulares para permitir reacciones biológicas-no pueden plegarse.

Por el contrario, el trabajo de plegado se realiza por otras mucho más pequeñas moléculas de agua que rodean las proteínas y empujan y tiran de ellas para que se pliegan de una manera determinada en fracciones de segundo, al igual que decenas de artistas del origami diminutos que doblan una hoja gigante de papel a la impresionante  velocidades rápidas.

Dongping Zhong, líder del grupo de investigación en la Universidad Estatal de Ohio que hizo el descubrimiento, calificó el estudio como un "gran paso adelante" en la comprensión e interacciones de Agua de proteína  y dijo que responde a una pregunta que ha sido parte de la investigación sobre  la dinámica de proteínas durante décadas .

"Durante mucho tiempo, los científicos han estado tratando de averiguar cómo el agua interactúa con las proteínas. Este es un problema fundamental que se refiere a la estructura de la proteína, la estabilidad, la dinámica y finalmente-función", dijo Zhong, quien es el profesor Robert Smith de física en el estado de Ohio.

"Creemos que ahora tenemos pruebas directas  que en escalas de tiempo ultrarrápidos (picosegundos, o una billonésima de segundo), el agua modula las fluctuaciones de proteínas", ha concluido.

Zhong, quien también es profesor de química y bioquímica, y su equipo utilizaron pulsos láser ultrarrápidos para tomar instantáneas de las moléculas de agua que se mueven alrededor de una ADN polimerasa, el tipo de proteína que ayuda a reproducir ADN.

La clave para conseguir una buena vista de la interacción era localizar con precisión las sondas ópticas en la superficie de la proteína, dijo. Los investigadores insertaron moléculas del aminoácido triptófano en la proteína como una sonda, y midieron cómo el agua se movió alrededor de él.

Las moléculas de agua normalmente fluyen alrededor de la otra a velocidades de picosegundos, mientras que las proteínas se pliegan a velocidades-1000 nanosegundos veces más lento. Anteriormente, el grupo de Zhong demostró que las moléculas de agua más lentas cuando se encuentran con una proteína. Las moléculas de agua se mueven aún 100 veces más rápido que una proteína cuando se conectan con ella, sin embargo.

En el nuevo estudio, los investigadores fueron capaces de determinar que las moléculas de agua se tocaron directamente "," cadenas laterales de la proteína de las porciones de la molécula de proteína que se unen y desenlazan entre sí para permitir el plegado y la función. Los investigadores también pudieron observar el tiempo del movimiento en las moléculas.

Las simulaciones por computadora en el Centro de Supercomputación de Ohio (OSC) ayudaron a los investigadores a visualizar lo que estaba sucediendo: donde el agua se movió de una manera determinada, la proteína plegada nanosegundos después, como si las moléculas de agua estuvieran enlazadas en forma con la proteína.

El agua no puede arbitrariamente dar forma a una proteína, explicó Zhong. Las proteínas sólo se pueden plegar y desplegar en varias formas diferentes, dependiendo de los aminoácidos que están hechos.

"Aquí, hemos demostrado que la forma final de una proteína depende de dos cosas: el agua y los aminoácidos. Ahora mismo podemos decir que, en escalas de tiempo ultrarrápidas, las fluctuaciones de superficie de proteína son controladas por las fluctuaciones del agua cuando las moléculas de agua trabajan. juntos como una gran red para impulsar el movimiento de las proteínas ".