Paradoxa de Levinthal

La paradoxa de Levinthal és un experiment mental en la teoria de la dinàmica del plegament de proteïnes. En 1969, Cyrus Levinthal va senyalar que, pel gran número de graus de llibertat en una cadena polipeptídica desplegada, la molècula té un número astronòmic de possibles conformació. L'estimació és de 3³⁰⁰ o 10¹⁴³ en una de les seues publicacions. Si una proteïna aplegara a alcançar la configuració de plegament correcte adoptant a l'encert totes les configuracions possibles necessitaria d'un temps major a l'edat de l'univers per a alcançar a la conformació correcta. Açò és aixina inclús si les conformació són provades a velocitats molt elevades de l'orde de nanosegundos o picosegundos. La paradoxa no obstant és que la majoria de les proteïnes es pleguen de forma espontànea en un temps de milisegons o microsegons. Esta paradoxa és generalment senyalada en el context d'aproximacions computacionals a la predicció d'estructura de proteïnes.

Levinthal era conscient de que les proteïnes es plegaven de forma espontànea i en molt poc temps, i que una busca aleatòria de la conformació, era impossible: la seua publicació original, discutia la resolució de la paradoxa. Christian B. Anfinsen va sugerir que l'estructura de les proteïnes podia ser predita a partir de la seqüència d'aminoàcits. La seua idea, cridada el dogma de Anfinsen, és que es pot trobar la suma de totes les interaccions interatómicas en totes les possibles conformació i trobar la de menor energia. Levinthal no obstant va sugerir que l'estructura estable podia ser una d'alta energia, si les de més baixa energia no eren possibles cinéticament. Una analogia és una roca rodant per una ala que es deté en un barranc en lloc d'aplegar a la base. Levinthal va senyalar que "el plegat de proteïnes és accelerat i guiat per la ràpida formació d'interaccions locals que determinen el futur de plegat del péptido; açò sugerix seqüències d'aminoàcits locals que formen interaccions estables i servixen com a punts de nucleación en el procés de plegat." Publicacions posteriors sobre el plegament de proteïnes han sugerit que este és dirigit per un entorn d'energia similar a un embut, que reduïx el hiperespacio potencial. Les aproximacions computacionals per a la predicció de l'estructura de proteïnes han tractat d'identificar i simular el mecanisme de plegat, pero estes han segut en gran part infructuoses.

Vore també

• AlphaFold