J. R. Lacadena y F. Mayor Menéndez
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arrestinas, abriendo nuevos perspectivas sobre el funcionamiento y los
mecanismos de señalización de esta familia de proteínas (29, 30).
5. DESVELANDO LA ESTRUCTURA TRIDIMENSIONAL DE LOS RECEPTORES
ACOPLADOS A PROTEÍNAS G.
A pesar del inmenso progreso que suponían estos nuevos avances,
persistían algunas preguntas clave: ¿cómo y dónde se unen los ligandos de GPCRs
de forma específica? ¿cómo se transmite la señal y se promueve la activación de las
proteínas G? La respuesta a estas preguntas requirió de nuevos experimentos
bioquímicos y biofísicos y, muy particularmente, precisaba dilucidar la estructura
cristalina de estos receptores.
Tras trasladarse a la Universidad de Stanford (California) en 1989, Brian
Kobilka se propuso un reto que tardó casi 20 años en alcanzar: determinar la
estructura en el espacio de esos receptores. Este proyecto presentaba algunos
retos muy difíciles de resolver: los GPCRs son proteínas de membrana de poca
abundancia relativa y son proteínas muy dinámicas, capaces de adoptar diversas
conformaciones, así como altamente inestables en detergentes, presentando poca
exposición de superficies hidrofílicas. Todo ello suponía un auténtico reto a la hora
de intentar su cristalización.
Para hacer frente a estas dificultades el grupo de Brian Kobilka en
colaboración con investigadores como Gebhard Schertler y Raymond Stevens
desarrollaron diversas soluciones alternativas (31-‐33), que incluyeron el
desarrollo de sistemas de expresión de alto rendimiento de receptores
recombinantes en baculovirus, la utilización de nuevos detergentes, la co-‐
cristalización de receptores con antagonistas o agonistas inversos capaces de
estabilizar conformaciones específicas del receptor; el incremento del área
hidrofílica de los receptores para facilitar la cristalización mediante la fusión con
fragmentos tipo FAb o “nanobodies” o con T4 lisozima, la utilización de mutantes
de receptores con mayor estabilidad…
Todo ello permitió publicar en el año 2007 la primera estructura del
receptor beta2-‐adrenérgico unido al antagonista carazolol (31). Este avance
facilitó también la comparación detallada con las estructuras tridimensionales de
la rodopsina que, gracias a su mayor abundancia y facilidad de purificación, se
habían obtenido por diversos autores particularmente Krzystztof Palczewski y
Okada alrededor del año 2000 (34,35).
Estos progresos en la "ingeniería" de GPCRs y su cristalografía han
permitido un avance acelerado en los últimos años en el conocimiento de nuevas
estructuras. A finales del año 2012 se habían obtenido 16 estructuras de GPCRs, 9
de ellas publicadas en el propio año 2012 (revisado en referencia 36) . Entre estas
