Resumen gráfico. Crédito: La revista de química física A (2024) DOI: 10.1021/acs.jpca.4c02860
Un nuevo estudio realizado por investigadores de la Universidad Rice dirigido por Jason Hoffner puede abrir nuevas vías para comprender cómo el colesterol afecta las membranas celulares y sus receptores, allanando el camino para futuras investigaciones sobre enfermedades relacionadas con la organización de las membranas. Esta investigación ha sido publicada Revista de química física.
El colesterol es una de las moléculas más importantes que se encuentran en las biomembranas, estructuras complejas compuestas de proteínas y lípidos. Desempeña un papel fundamental en la organización de la membrana e influye en el comportamiento de los receptores incrustados en ella. Pero comprender la estructura y las interacciones del colesterol en las biomembranas ha sido un obstáculo de larga data para los investigadores.
«Nuestro progreso podría tener implicaciones significativas para comprender las enfermedades relacionadas con la función de la membrana celular, particularmente el cáncer, donde la organización de la membrana es crítica», dijo Hafner, profesor de física, astronomía y química.
Para afrontar este desafío, el laboratorio de Hafner recurrió a la espectroscopía Raman, que utiliza luz láser para dispersar moléculas y producir espectros vibratorios detallados, lo que produce una rica información molecular.
Los investigadores examinaron moléculas de colesterol incrustadas en membranas y compararon espectros calculados utilizando la teoría funcional de la densidad, un método comúnmente utilizado en cálculos de mecánica cuántica.
«Este proceso nos permitió observar las vibraciones únicas de cada molécula y aprender más sobre su estructura», dijo Hafner.
El equipo de investigación calculó espectros Raman para 60 estructuras de colesterol diferentes, centrándose en la característica estructura de anillo fusionado del colesterol y su cadena de ocho carbonos. A través de este proceso, los investigadores descubrieron que estas estructuras se pueden agrupar en función de cómo la cadena se desvía del plano de los anillos, arrojando luz sobre diferencias estructurales previamente desconocidas.
El estudio marca la primera vez que los investigadores miden directamente las estructuras de la cadena de colesterol en el entorno natural de su membrana, dijo Hafner.
«Nos sorprendió descubrir que todas las moléculas de colesterol del mismo grupo tenían espectros similares en bajas frecuencias», dijo Hafner. «Esto nos permitió simplificar el análisis y hacer coincidir nuestros datos experimentales para mapear las estructuras de la cadena de colesterol de la membrana».
Otros autores del estudio incluyen a la estudiante graduada en física de Rice, Kyra Birkenfeld, a la estudiante universitaria de bioingeniería de Rice, Tia Gandhi, y a Matthew Simeral, ex estudiante graduado de Rice y actual becario postdoctoral en Weill Cornell Medicine.
Más información:
Kyra R. Birkenfeld et al., Estructuras conformacionales del colesterol en membranas de fosfolípidos, La revista de química física A (2024) DOI: 10.1021/acs.jpca.4c02860
Proporcionado por la Universidad Rice
referencia: Investigadores descubren conocimientos clave sobre la estructura del colesterol en las membranas celulares (23 de septiembre de 2024) Consultado el 24 de septiembre de 2024 en https://phys.org/news/2024-09-uncover-key-insights-cholesterol-cell.html
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