"Estructuras de proteínas, qué pueden aportar a a la Biomedicina?"

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"Estructuras de

proteínas, ¿qué pueden aportar a la

p

a , q p d ap a a a

Biomedicina?"

Granada 17 de Junio de 2010

Portada

Grupo PAI BIO014

Estructuras de proteínas, ¿qué pueden aportar a la Biomedicina?

ada

Grupo PAI BIO014

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¿Qué es Biomedicina?

La biomedicina es el estudio de los aspectos biológicos de la medicina.

de la medicina.

Objetivo: investigar los mecanismos moleculares Objetivo: investigar los mecanismos moleculares,

bioquímicos, celulares y genéticos de las enfermedades humanas.

Finalidad: desarrollo de nuevos fármacos y de nuevas y

técnicas que ayuden en el tratamiento de enfermedades.

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Estructura de proteínas

La comprensión de las bases moleculares de las distintas patologías, como las enfermedades infecciosas, inmunes, patologías, como las enfermedades infecciosas, inmunes, neurodegenerativas, el cáncer, etc.

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Estructura de proteínas

Identificando las proteínas dianas y determinando su

estructura se puede diseñar fármacos con una interacción estructura se puede diseñar fármacos con una interacción óptima con la proteína de interés.

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Enzima conversora de Angiotensina (ECA)

Cushman y Ondetti 1977: captoprilo Diseño basado en el sitio activo de la Carboxipeptidasa 80´s: lisinoprilo, enalaprilato,… Péptidos inhibidores d l ECA de la ECA Bothrops jararaca

5

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Interacción fármaco proteína

Energética de la interacción enzimas-fármacos (1994) enzimas fármacos (1994)

IP: Carmen Francisca Barón Bravo

Estudios de la interacción de fármacos como el lisinoprilo, enalaprilato o captoprilo con la enzima purificada de pulmón b i m dia t ITC

bovino mediante ITC

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Bradiquinina Angiotensina I ECA ECA Quininasa Quininasa IIII Productos de degradación Angiotensina I Angiotensina II _degradación Angiotensina II Inhibidores ECA ↓ Angiotensina II ↑ Bradiquinina Reducción Reducción de los de los eventos eventos ↑ Oxido Nítrico eventos eventos clínicos clínicos P ió a t ial ↓ Presión arterial ↓ Estrés oxidativo ↓ Disfunción endotelial ↓ Metabolismo de la glucosa ↑ Crecimiento plaquetario ↓

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Enzima Conversora de angiotensina I (ACE)

Lisinoprilo • A) Subsitio S’2 N H2 • A) Subsitio S 2 • B) Subsitio S’1 • C) Subsitio S1 C H2 C H2 C H₂ C H2 2 N C O O H C O C H C H2 N H C H C H2 C -_O O

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ECA2, homologa de la ECA

d l d

Abierta-sin ligando Cerrada-con ligando

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Interacción fármaco proteína

Cámara-Artigas et al.

Angiotensin converting enzyme (ACE) i hibit i "D D i f Zi E

inhibitors, in "Drug Design of Zinc-Enzyme Inhibitors: Functional, Structural, and

Disease Applications", pag 751-787 , Ed

h l

John Wiley & Sons, Hoboken, New Jersey, USA (2009)

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Mecanismo de la enzima

Sitio activo de Zn-peptidasas Carboxipeptidasa/Termolisina Carboxipeptidasa/Termolisina

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Determinación estructural de módulos de

a

a d

d

reconocimiento de secuencias ricas en prolina y

sus complejos con ligandos peptídicos.

p j

ga d p p d

Ministerio de Educación y Ciencia. Dirección y

General de Investigación 2006-2009/2009-2012

PI: Ana Cámara-Artigas

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Interacciones proteína-proteína

“Divide et vinces”

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Tirosina quinasas (TK)

Transfieren grupos fosfatos a residuos tirosina en proteínas

Representan la mayor proporción de oncoproteinas que juegan un papel relevante en numerosos

án r cánceres.

Identificación y desarrollo de fármacos que controlen la q

activación anormal de TK .

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Src tirosina quinasas

La familia de las Src tirosina quinasas están implicadas en rutas de señalización transduccional que regulan un amplio

f l

espectro de respuestas fisiológicas:

Control del ciclo celular P lif ió l l

Proliferación celular Diferenciación celular

Adhesión, migración y supervivencia celular Adhesión, migración y supervivencia celular

11 miembros: c-Src, Fyn, Lyn, Hck, c-Yes, Blk, Fgr, Lck, etc..

Fyn, Yes y c-Src se expresan en todas las célulasÆ objeto de estudio en nuestro proyecto

d p y

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Abl-tirosina quinasa

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Dominio UEV de la TSG101

Proteína expresada por el Tumor susceptibility gene 101

susceptibility gene 101

Juega un papel central en el

crecimiento y la diferenciacióny

celular

Enfermedades viricas: HIV, Ebola,..

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Liberación de las partículas de virus de la célula

Motivo de PTAP de la proteína HIV Gag Motivo de PTAP de la proteína HIV Gag interacciona con la TSG101 para liberarse de la célula infectada

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Estructura del dominio UEV de la TSG101-Ebola

Estudios con péptidos modelo para caracterizar el proceso de

ió unión

La cristalografía de rayos X proporciona una “fotografía” proporciona una fotografía de estas moléculas

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SH3 domain c-Yes tirosina quinasa

Fibras amiloides

Src-loopp _{Fibras amiloides}

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SH3 domain Src tirosina quinasa

El S l tú bi

El n-Src loop actúa como bisagra La apertura del dominio permite la formación de un dímero

formación de un dímero entrecruzado

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SH3 domain Src tirosina quinasa

EL dímero entrecruzado conserva el sitio de unión conserva el sitio de unión

Este tipo de estructuras han sido detectadas en otros dominios detectadas en otros dominios SH3 como el EPS8 o el P47phox

Papel in vivo de estas estructuras?

Estudios teóricos de dinámica molecular predicen la apertura del dominio Src como precedente a la formación de amiloides

22

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Estudios termodinámico-estructurales de proteínas

d

d á

a

d p

a

diméricas entrecruzadas: implicaciones biológicas

del desplazamiento de dominios

d d p a a

d d

Proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucíay

Convocatoria 2009

PI: Ana Cámara-Artigas

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Domain swapping: pp g entrecruzamiento de

dominios Æformación de il id

amiloides

Implicaciones biológicas del entrecruzamiento de

entrecruzamiento de dominios

Modificaciones de la Modificaciones de la función biológica de las proteínas en las que están

p q

presentes lo dominios

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SH3 domain Src tirosina quinasa

Estudio sistemático de una colección de mutantes

seleccionados por su posible implicación el el proceso de seleccionados por su posible implicación el el proceso de entrecruzamiento. RT loop βA βB _Srcn- βC βD βE l distal loop _helix310 lo

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