Biofísica Estructural y Química Bioorgánica de Proteínas

En nuestro laboratorio estamos interesados en el análisis de la conformación proteica y su relación con la función. Mediante el estudio de casos emblemáticos pretendemos aportar al conocimiento general de las bases físico-moleculares de fenómenos fundamentales en la bioquímica tales como el plegado, la estabilidad y el reconocimiento molecular de proteínas entre sí y con ligandos pequeños. Dentro de las técnicas experimentales que utilizamos se destacan: técnicas fotoquímicas, espectroscopías (dicroísmo circular, fluorescencia, absorción UV, espectrometría de masa, NMR), técnicas termodinámicas (calorimetría), hidrodinámicas (cromatografía de exclusión por tamaño SEC, dispersión de luz LS), ensayos de unión de ligando y de cinética enzimática, ensayos celulares, entre otras. Paralelamente, utilizamos recursos de química computacional y bioinformática para el modelado de proteínas y la predicción de la interacción proteína-ligandos.
Mantenemos una convocatoria abierta permanente a estudiantes y egresados que deseen realizar una tesina de grado, tesis doctoral o postdoctorado con nosotros.

Integrantes

Líneas de investigación

ESTUDIO DE INTERFASES Y CONFORMACIÓN PROTEICA CON UN SONDA FOTOQUÍMICA MÍNIMA.

La superficie accesible al solvente de la cadena polipeptídica es fundamental para el plegado y las interacciones. Nuestro laboratorio ha sido pionero en el diseño de métodos apropiados para abordar su estudio. Empleando el reactivo fotoquímico diazirina (DZN), mimético del solvente acuoso y de baja selectividad química, se han logrado obtener perfiles de metilación superficial por señales recuperadas a partir de espectros de masa (MS: MALDI TOF, ESI y Orbitrap) y mediante resonancia magnética nuclear (NMR). Esta línea de investigación apunta a desarrollar complementariamente ambas metodologías con el fin de (i) esclarecer aspectos distintivos de la topografía de proteínas solubles; (ii) evaluar la interacción con blancos específicos, a través de su empleo como técnica de footprinting; y (iii) extender el análisis a proteínas intrínsecamente desordenadas (IDPs: alfa sinucleína, AS) y sus estados complejados y fibrilados. Los mapas de accesibilidad al solvente que resulten serán de gran valor en proteómica e interactómica estructural.

PLEGADO, UNION DE LIGANDOS Y AGREGACIÓN PROTEICA.

En la secuencia proteica está codificada no sólo aquella información relevante para alcanzar el estado nativo, sino también las claves que conducen a estados alternativos, incluyendo la formación de fibras amiloides. Scaffolds abreviados derivados de la proteína ligadora de ácidos grasos (IFABP) nos permitieron lograr barriles beta estructurados, estables y funcionales. Notablemente, la función de IFABP sobrevive la truncación, aunque el estado oligomérico resulte variable. La disponibilidad de estas variantes en nuestro laboratorio, susceptibles de ser desafiadas con co-solventes adecuados (trifluoroetanol: TFE) y agentes caótropos, abre posibilidades para intervenir en el proceso de fibrilación. Esta línea de investigación busca profundizar en el mecanismo, a través del análisis de los aspectos cinéticos y examinar eventos tempranos con vistas a esclarecer el origen del proceso. El conocimiento molecular obtenido presumiblemente permitirá sentar las bases para intervenir eficazmente con efectores químicos o bioquímicos de modo preventivo y/o terapéutico en amiloidosis.

DIFERENCIAS ESTRUCTURALES Y FUNCIONALES ENTRE MIEMBROS DE LA FAMILIA HIPOXANTINA FOSFORRIBOSILTRANSFERASA COMO OPORTUNIDADES PARA EL DISEÑO DE FÁRMACOS EN ENFERMEDADES DESATENDIDAS.

Las proteínas de la familia hipoxantina fosforribosiltransferasa (HPRT) cumplen un rol fundamental en la ruta de reciclado de purinas para la síntesis de nucleótidos. La deficiencia parcial o total de la enzima causa enfermedades en humanos y también afecta la sobrevida de ciertos patógenos. Debido a su papel clave en el metabolismo celular, las HPRTs son consideradas buenos blancos para el desarrollo de fármacos. El proyecto, centrado en la caracterización de las variantes humana (HsHPRT) y de Trypanosoma cruzi (TcHPRT), entre otras, busca comprender las bases moleculares del funcionamiento de esta familia de enzimas, mediante la evaluación del mecanismo específico por el cual unen sus ligandos, el análisis de la respuesta frente a inhibidores, la comparación de las características estructurales entre diferentes miembros de la familia y su consecuencia sobre la acción de la enzima.

Publicaciones detacadas

Santos, J., Fernández Villamil, S.H., Delfino, J.M., Valsecchi, W.M. Structural Differences Between Hypoxanthine Phosphoribosyltransferase Family Members Highlight Opportunities for Antiparasitic Drug Design in Neglected Diseases (2023) Arch Biochem Biophys Vol. 737 DOI: 10.1016/j.abb.2023.109550.

Valsecchi, W.M., Delfino, J.M., Santos, J., Fernández Villamil, S.H. Zoledronate repositioning as a potential trypanocidal drug. Trypanosoma cruzi HPRT, an alternative target to be considered (2021) Biochem Pharmacol Vol. 188 DOI: 10.1016/j.bcp.2021.114524.

Angelani C.R., Caramelo, J.J., Curto, L.M., Delfino, J.M. Structural coalescence underlies the aggregation propensity of a β-barrel protein motif (2017) PLoS ONE Vol. 12 (2): e0170607. DOI:10.1371/journal.pone.0170607.

Valsecchi, W.M., Cousido-Siah, A., Defelipe, L.A., Mitschler, A., Podjarny, A., Santos, J., Delfino, J.M. The role of the C-terminal region on the oligomeric state and enzymatic activity of Trypanosoma cruzi hypoxanthine phosphoribosyl transferase (2016) Biochim Biophys Acta Vol 1864 (6) 655-666. DOI: 10.1016/j.bbapap.2016.03.005.

Gómez, G.E., Monti, J.L., Mundo, M.R., Delfino, J.M. Solvent mimicry with methylene carbene to probe protein topography (2015) Anal Chem Vol. 87, 10080-10087. DOI: 10.1021/acs.analchem.5b02724.

Curto, L.M., Angelani, C.R., Delfino, J.M. Intervening in the β-barrel structure of lipid binding proteins. Consequences on folding, ligand-binding and aggregation propensity (2015) Prostaglandins Leukot Essent Fatty Acids. Vol. 93, 37-43. DOI: 10.1016/j.plefa.2014.08.001.

Gómez, G.E., Mundo, M.R., Craig, P.O., Delfino, J.M. Probing protein surface with a solvent mimetic carbene coupled to detection by mass spectrometry (2012) J Am Soc Mass Spectrom. Vol. 23, 30-42. DOI: 10.1007/s13361-011-0266-x.

Curto, L.M., Angelani, C.R., Caramelo, J.J., Delfino, J.M. Truncation of a beta barrel scaffold dissociates intrinsic stability from its propensity to aggregation (2012) Biophys J. Vol. 103, 1929-1939. DOI: 10.1016/j.bpj.2012.09.002.

Craig, P.O., Gómez, G.E., Ureta, D.B., Caramelo, J.J., Delfino, J.M. Experimentally approaching the solvent accessible surface area of a protein. Insights into the acid molten globule of bovine alpha lactalbumin (2009) J Mol Biol Vol. 394, 982-993. DOI: 10.1016/j.jmb.2009.09.058.

Colaboraciones

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