Interacciones biofísicas de FABPs de mamíferos con membranas biológicas : estudio computacional de los mecanismos involucrados
Las proteínas que unen ácidos grasos o FABPs (Fatty Acid Binding Proteins), componen una familia de proteínas citosólicas ubicuas, de aproximadamente 15 KD de peso molecular, con una estructura terciaria altamente conservada en toda la familia. En todos los casos, la estructura terciaria se compo...
Guardado en:
| Autor principal: | |
|---|---|
| Otros Autores: | |
| Formato: | tesis doctoral |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2014
|
| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2388 |
| Aporte de: |
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Bioquímica Interacción Electrostática Dinámica molecular FABP Membrana |
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Bioquímica Interacción Electrostática Dinámica molecular FABP Membrana Zamarreño, Fernando Interacciones biofísicas de FABPs de mamíferos con membranas biológicas : estudio computacional de los mecanismos involucrados |
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Bioquímica Interacción Electrostática Dinámica molecular FABP Membrana |
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Las proteínas que unen ácidos grasos o FABPs (Fatty Acid Binding Proteins), componen
una familia de proteínas citosólicas ubicuas, de aproximadamente 15 KD de peso molecular,
con una estructura terciaria altamente conservada en toda la familia. En todos los casos, la
estructura terciaria se compone de láminas beta antiparalelas empaquetadas formando un
barril beta elipsoide y dos segmentos alfa-helicoidales cortos que formarían parte de un
pequeño portal en uno de los extremos del barril. Es de destacar que, a pesar de la gran
similitud de su estructura terciaria, la estructura primaria de FABPs de distintos tejidos no
presenta una semejanza comparable.
Las FABPs son capaces de unir ácidos grasos transportándolos desde y hacia las
membranas celulares dentro de una cavidad hidrofóbica formada por el barril beta antes
mencionado. Sin embargo, experiencias empíricas han evidenciado que existen diferencias
en los mecanismos por los cuales desarrollan su labor. Por un lado, un grupo de estas
proteínas interactuarían con las membranas celulares colisionando con las mismas para
transferir sus ligandos, mientras que otras lo harían por una difusión acuosa del ligando. No
obstante, publicaciones recientes proponen que la transferencia por difusión implicaría un
contacto directo con la membrana, aunque con una conformación distinta y sin penetración
en la bicapa lipídica.
Los distintos mecanismos propuestos para la transferencia de ligandos desde la proteína
hacia las membranas han resultado en la división teórica de la familia FABP en los grupos
colisionales y difusionales.
Distintos trabajos experimentales han demostrado que el dominio α-helicoidal de
IFABP (perteneciente al grupo colisional) y LFABP (difusional) desempeña un rol crítico en la
determinación del mecanismo de transferencia de los ácidos grasos, aún cuando la
composición de las hélices es muy distinta.
Tomando como base estas diferencias estructurales, de unión y de cinética de
transferencia del ligando, se ha propuesto que las FABPs colisionales y difusionales
tendrían funciones diferentes, tal vez contribuyendo al transporte diferencial y
compartimentación de los lípidos.
Si bien los mecanismos propuestos fueron y son intensamente estudiados, no se ha
propuesto aún una diferencia estructural de estas proteínas que explique acabadamente la
existencia de los mismos.
En la presente tesis, utilizando diferentes técnicas de la biología computacional, se
estudiaron distintos aspectos de la interacción de FABP con membrana con el objetivo de
describir los distintos mecanismos. Las técnicas utilizadas permitieron el estudio estructural
de FABP, la comprobación de la influencia de la energía electrostática en la interacción, la
importancia de residuos conservados y la descripción de la dinámica del sistema.
Del estudio estructural de las FABPs de mamíferos, se desprende la existencia de
residuos de carga neta distinta de cero, conservados en polos opuestos de las proteínas. Los
resultados señalan la conservación del signo de la carga en regiones determinadas para
FABPs con igual mecanismo de interacción descripto.
El análisis electrostático determinó que es esta energía la que dirige la interacción. Se
confirmó además, que los aminoácidos cargados altamente conservados poseen un rol
fundamental en la selección del mecanismo, ya que su mutación por residuos de carga
opuesta resulta en una inversión del perfil electrostático.
La dinámica de los mecanismos señala nuevamente a los residuos cargados conservados
como los primeros en tomar contacto con la membrana durante la interacción, confirmando
nuevamente los resultados de los estudios estructurales.
En suma, los resultados obtenidos permitieron generar un modelo computacional que
explica en detalle la existencia de los mecanismos colisional y difusional para FABPs de
mamíferos. |
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Costabel, Marcelo Daniel |
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Costabel, Marcelo Daniel Zamarreño, Fernando |
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tesis doctoral |
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Zamarreño, Fernando |
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