ESTABILIDAD, INTERMEDIARIOS Y CHAPERONAS
Resumen de la clase

La clase integra la termodinámica y la dinámica del plegamiento con los mecanismos celulares de proteostasis. Parte de experimentos de molécula individual, analiza las contribuciones a la estabilidad y la formación de intermediarios, y recorre los principales sistemas de chaperonas, desagregación y degradación.

1. Transiciones de dos estados y equilibrio conformacional
Las pinzas ópticas permiten observar plegamiento y desplegamiento como transiciones discretas. Los registros de patch clamp muestran de forma análoga estados abiertos y cerrados cuya ocupación cambia en presencia de ligandos.

2. Moléculas individuales: hipótesis ergódica y FRET
La hipótesis ergódica relaciona las probabilidades observadas en la trayectoria temporal de una molécula con las poblaciones de un conjunto en equilibrio. FRET permite medir distancias, cambios de dominio y cinéticas conformacionales.

3. Estabilidad marginal y contribuciones entálpicas
Las proteínas son marginalmente estables porque la diferencia energética entre los estados nativo y desplegado es pequeña. Los puentes de hidrógeno internos compiten con las interacciones que la cadena desplegada establece con el agua.

4. Entropía de la cadena, solvente y efecto hidrofóbico
La gran diversidad conformacional favorece entrópicamente al estado desplegado. El enterramiento de residuos apolares libera agua ordenada y aporta una contribución favorable al plegamiento.

5. Escaneo de alanina y estabilidad del núcleo hidrofóbico
El análisis de mutantes revela que los residuos enterrados y el volumen de sus cadenas laterales contribuyen de manera importante a la estabilidad del núcleo proteico.

6. Intermediarios, agregación y contactos no locales
Los intermediarios pueden pertenecer a la ruta productiva o conducir a agregación. La exposición de superficies hidrofóbicas y los contactos entre residuos distantes aumentan la complejidad del plegamiento.

7. Proteínas multidominio, acoplamiento y glóbulos fundidos
Las curvas con varias transiciones reflejan dominios de distinta estabilidad. Experimentos con dominios aislados permiten evaluar su independencia, mientras los glóbulos fundidos representan intermediarios compactos con estructura secundaria conservada.

8. Plegamiento celular y sistema de chaperonas
El ambiente celular congestionado favorece interacciones no productivas. La respuesta de choque térmico organiza una red de chaperonas y sistemas de control que actúan en diferentes etapas.

9. Trigger factor y sistema DnaK/Hsp70
Trigger factor protege la cadena naciente asociada al ribosoma. DnaK/Hsp70 utiliza ciclos de ATP y ADP para regular su afinidad por regiones hidrofóbicas desplegadas.

10. Chaperonina GroEL–GroES y degradación por el proteasoma
GroEL–GroES proporciona una cavidad cuyo ambiente cambia durante el ciclo de ATP para favorecer el plegamiento. Los motores AAA+ despliegan y translocan proteínas hacia cámaras proteolíticas.

11. Hsp100 y red de proteostasis
Hsp100 extrae mecánicamente segmentos desde agregados. Su acción se integra con chaperonas y sistemas de degradación que mantienen la calidad proteica y cuya capacidad disminuye con la edad.

12. Agregados amiloides y chaperonas como catalizadores
Los agregados amiloides pueden superar la capacidad de la red de proteostasis. Experimentos de molécula individual muestran que algunas chaperonas reducen el mal plegamiento y disminuyen la barrera del estado de transición.