Macromoléculas: el PDB (Protein Data Bank)

Escrito por Quimitube el 20 April

Hace unos días, vi la película “Contagio”, de Gwyneth Paltrow, Kate Winslet y Matt Damon, en la que un virus mutante (cruce de virus de cerdo y muciélago) empieza a infectar y aniquilar a la población humana con una encefalopatía prácticamente irreversible.

En un momento dado, unos investigadores que están intentando de averiguar qué es y de dónde procede la enfermedad, muestran en la pantalla del ordenador un modelo del supuesto virus.

Pues bien: el “virus”  no es tal, sino que el modelo que muestran es una imagen muy simpática y vistosa de una proteína. Pondría la mano en el fuego a que dicha imagen está extraída del PDB, Protein Data Bank.

¿Que qué es el Protein Data Bank? Pues es una base de datos de macromoléculas, principalmente de proteínas, en la que los investigadores de todo el mundo van añadiendo datos sobre cualquier proteína que hayan estudiado a fondo: secuencia (aminoácidos que la forman y en qué orden), geometría (cómo se pliega, qué forma global tiene…), propiedades físicas, función… (si son enzimas, proteínas estructurales, transportadoras…)

Cada proteína tiene un código asignado. Así, por ejemplo, si entramos en el PDB e introducimos como código 1L66, obtenemos toda la información relativa a dicha proteína (una lisozima) y las condiciones en las que se ha obtenido la geometría (no obstante, también se pueden hacer búsquedas por nombre o por otros parámetros, si no se conoce el código).

Se usan dos técnicas para determinar la estructura de una proteína: difracción de rayos X o RMN, resonancia magnética nuclear. En realidad, lo que obtenemos son las coordenadas tridimensionales de los distintos átomos. Después, con dichas coordenadas, podemos determinar su secuencia de aminoácidos y distintas representaciones gráficas.

La representación de 1L66, tiene este aspecto:

Esas hélices que ves de colores son formaciones típicas de la estructura secundaria de una proteína, llamadas hélices alfa (también existen otras, las láminas u hojas beta, que son las que se ven en forma de flecha). En la película “Contagio”, el “virus” tiene dos preciosas hélices proteicas de color amarillo.

Esta imagen es estática, pero en el PDB (si la visualizas con Jmol) la puedes cambiar de tamaño, rotar, mostrar con diferentes tipos de visualizaciones o colorear según distintos criterios (tipos de átomos, tipos de aminoácidos…). Es una maravilla que nos ofrece la red y, por supuesto, totalmente gratuita, para compartir el conocimiento en todo el mundo.

Aquí tienes, por ejemplo, otro tipo de representación en la que se han coloreado las hojas beta de amarillo y las hélices alfa de rosa:

Como puedes imaginar, el Protein Data Bank es una fuente de información inestimable para químicos, biólogos, bioquímicos, médicos, farmacéuticos… Sirve, por ejemplo, para que los investigadores no investiguen lo mismo dos veces o para la lucha contra un sinfín de enfermedades (parkinson, Alzheimer, diabetes…)  ya que sólo conociendo en profundidad la alteración química que una enfermedad provoca en una proteína o en el organismo en general, se pueden proponer mecanismos para evitarlo.

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