Colágeno de los dinosaurios sobrevivió millones de años

El colágeno, una proteína que se encuentra en los huesos y el tejido conectivo, se ha encontrado en fósiles de dinosaurios de hace 195 millones de años, lo que supera con creces la vida media normal de los enlaces peptídicos que mantienen unidas las proteínas, que es de unos 500 años.

Un nuevo estudio del MIT ofrece una explicación de cómo el colágeno puede sobrevivir durante mucho más tiempo de lo esperado. El equipo de investigación descubrió que una interacción especial a nivel atómico defiende al colágeno del ataque de las moléculas de agua. Esta barricada evita que el agua rompa los enlaces peptídicos. proceso llamado hidrólisis.

"Proporcionamos evidencia de que esa interacción evita que el agua ataque los enlaces peptídicos y los rompa. Eso va en contra de lo que sucede con un enlace peptídico normal, que tiene una vida media de sólo 500 años", dice Ron Raines. Firmenich Profesor de Química en el MIT.

Raines es el autor principal del nuevo estudio, que aparece hoy en ACS Central Science. El postdoctorado del MIT Jinyi Yang PhD '24 es el autor principal del artículo, el postdoctorado del MIT Volga Kojasoy y el estudiante graduado Gerard Porter también son autores del estudio.

El colágeno es la proteína más abundante en los animales y se encuentra no solo en los huesos sino también en la piel, los músculos y los ligamentos. Está formado por largas hebras de proteína que se entrelazan para formar una triple hélice resistente.

"El colágeno es el armazón que nos mantiene unidos", dice Raines. "Lo que hace que la proteína de colágeno sea tan estable y una buena opción para este armazón es que, a diferencia de la mayoría de las proteínas, es fibrosa".

En la última década, los paleobiólogos han encontrado evidencia de colágeno conservado en fósiles de dinosaurios, incluido un fósil de Tyrannosaurus rex de 80 millones de años y un fósil de sauropodomorfo de casi 200 millones de años.

Durante los últimos 25 años, el laboratorio de Raines ha estado estudiando el colágeno y cómo su estructura permite su función. En el nuevo estudio, revelaron por qué los enlaces peptídicos que mantienen unido el colágeno son tan resistentes a ser descompuestos por el agua.

Los enlaces peptídicos se forman entre un átomo de carbono de un aminoácido y un átomo de nitrógeno del aminoácido adyacente. El átomo de carbono también forma un doble enlace con un átomo de oxígeno, formando una estructura molecular llamada grupo carbonilo. Este oxígeno carbonilo tiene un par. de electrones que no forman enlaces con ningún otro átomo. Esos electrones, descubrieron los investigadores, pueden compartirse con el grupo carbonilo de un enlace peptídico vecino.

Debido a que este par de electrones se inserta en esos enlaces peptídicos, las moléculas de agua tampoco pueden ingresar a la estructura para romper el enlace.

Para demostrar esto, Raines y sus colegas crearon dos imitaciones de colágeno interconvertidas: la que generalmente forma una triple hélice, que se conoce como trans, y otra en la que los ángulos de los enlaces peptídicos giran en una forma diferente, conocida como cis. Descubrieron que la forma trans del colágeno no permitía que el agua atacara e hidrolizara el enlace. En la forma cis, el agua entraba y los enlaces se rompían.