Programas de Investigación
Biología Estructural y Computacional
Espectroscopia de RMN de biomoléculas
Maria J. Macias
Investigadora Principal
ICREA Research Professor
Tel Oficina : +34 93 403 71 89
Tel Lab : +34 93 403 71 88
correo-e : maria.macias
irbbarcelona.org
Introducción
La comunicación intra y extracelular es fundamental para a la supervivencia de los organismos multicelulares. Los defectos que se puedan producir en este proceso a menudo son la clave de muchas enfermedades. A nivel molecular, la formación de redes complejas de componentes interactuantes constituye la base para la transferencia de información.
Los dominios de proteínas son unidades estructurales y funcionales diferenciadas que han sido mezcladas y reorganizadas durante la evolución de organismos multicelulares. De hecho, muchos dominios funcionan en cascadas de señalización mediante la formación de complejos. Debido a su medida relativamente pequeña y su pliegue compacto, los dominios de proteínas resultan muy apropiados para los estudios estructurales, en especial en solución, por medio de la Resonancia Magnética Nuclear (RMN).
Sin duda, en los últimos diez años han crecido notablemente la popularidad y el éxito de los estudios de la RMN para los análisis estructurales de proteínas en solución. La expresión de proteínas utilizando etiquetaje (labelling) de 15N y 13C actualmente es asequible para la mayoría de los laboratorios, tanto desde el punto de vista técnico como económico, y ha abierto una nueva línea en la RMN ya que permite el uso de experimentos de triple resonancia de manera rutinaria, incrementando la calidad de los datos de RMN y, por lo tanto, también las estructuras calculadas. Además, los recientes avances en las técnicas y en la instrumentación de la RMN permiten estudiar los grandes complejos, extendiendo el límite de peso molecular de los sistemas, que puede ser analizado hasta 100 kDa.
Áreas de interés científico
- Determinación de la estructura de los dominios de proteínas implicados en las rutas de señalización celular para RMN
- Plegamiento y estabilidad de las proteínas utilizando RMN
- Desarrollo de software para facilitar la asignación de datos de RMN
Líneas de Investigación
Estudiamos como se determinan las normas que rigen la especificidad y selectividad de los dominios de proteínas. Estos dominios, normalmente, son bastante variables en secuencia. De hecho, la mayor parte de los residuos que se encuentran en buen estado de conservación sirven para definir los elementos de la estructura secundaria y el pliegue tridimensional. No obstante, las pequeñas variaciones en los anillos o incluso en los elementos de la estructura secundaria son los responsables de la especificación del reconocimiento de los ligandos.
Para obtener una visión completa de una familia de dominios, es necesario dirigir los esfuerzos no sólo hacia una estructura simple, sino hacia una pequeña colección de secuencias específicas. Para esta finalidad, utilizamos alineaciones de secuencia y reconstrucciones del árbol filogenético para seleccionar conjuntos de secuencias que podrían representar plenamente las propiedades de un determinado tipo de dominio. Posteriormente determinamos sus estructuras en solución, tanto en forma libre como formando complejos.
El principal obstáculo del proceso de la RMN sigue estando en el paso de la asignación de la resonancia, que a menudo se hace de forma manual. Dado que un uso eficiente de la RMN en la genónica funcional y estructural radica en la disponibilidad de la automatización en la recogida y análisis de datos, actualmente estamos desarrollando un paquete de software que permita realizar asignaciones de resonancia de proteínas con la mínima intervención humana posible. Esta resonancia combinará procesos de selección de picos de asignación, y por lo tanto mejorará la realización de las dos tareas si lo comparamos con otros programas que trabajan estos procesos como dos entidades separadas. Tenemos previsto asignar no sólo el esqueleto de la proteína sino también sus cadenas laterales, tanto de protón como de carbono de manera automatizada.
Financiación
Este grupo recibe financiación de las siguientes instituciones:
- Ministerio de Educación y Ciencia
