La zuzalisina, una enzimàtica secretada pel bacteri Porphyromonas gingivalis i associada a la malaltia periodontal, ha estat objecte d'un estudi detallat que revela la seva capacitat per auto-organitzar-se en estructures cada cop més grans, culminant en una gàbia proteica de dodecaedre. Aquesta enzimàtica és l'única de més de 5 MDa dipositada al Protein Data Bank (PDB) amb una resolució de 1.8 Å o millor.
La investigació, publicada a Angewandte Chemie International Edition, detalla com l'organització de la zuzalisina determina l'accés de molècules als seus llocs actius. La complexa estructura, que conté 60 llocs actius, és més gran que virus com el parvovirus o el poliovirus. La resolució atòmica permet observar detalls moleculars i analitzar un dels complexos enzimàtics més grans caracteritzats amb tanta precisió.
La geometria molecular regula l'activitat enzimàtica. La zuzalisina es construeix a partir de monòmers de 95 kDa que s'associen, promoguts pel calci, formant pentàmers (0.5 MDa) i estructures més grans fins a arribar al dodecaedre de 5.6 MDa. Cada forma té una activitat diferent segons la mida dels seus porus, que governen l'accés de substrats. La gàbia té major activitat proteolítica que el bipentàmer, però menor que el pentàmer.
La determinació de l'estructura es va aconseguir mitjançant criomicroscòpia electrònica (cryo-EM) i cristal·lografia de raigs X. La cryo-EM va permetre obtenir una reconstrucció tridimensional amb una resolució de 1.8 Å. També es van utilitzar simulacions de dinàmica molecular per estudiar la flexibilitat i els moviments de la proteïna.
L'estudi va comptar amb la col·laboració d'equips especialitzats en biologia estructural, microbiologia i computació, utilitzant infraestructures científiques europees com el sincrotró ALBA a Cerdanyola del Vallès (Catalunya) i el sincrotró SOLARIS a Polònia. La comprensió de la zuzalisina amplia el coneixement sobre el funcionament de les proteïnes i pot contribuir a la recerca de mecanismes de virulència bacteriana i aplicacions biotecnològiques.
