Proyectos
Explorando las diferencias: Caracterización in silico e in vitro de los dominios estructurales exclusivos de la Nicotinamida/Nicotinato Mononucleótido Adenilil Transferasa de Leishmania braziliensis con miras a su bloqueo funcional
Resumen
Leishmania braziliensis es el agente causal de la leishmaniosis, problema de salud pública que afecta en promedio dos millones de personas al año. Actualmente, no existen vacunas disponibles y su implementación ha estado limitada por la diversidad antigénica del parásito y su ciclo de vida digenético. Las medidas de manejo vigentes dependen de fármacos derivados de antimoniatos pentavalentes para combatir la infección y del control del vector para reducir la transmisión. Los medicamentos empleados generan efectos secundarios y algunas especies han desarrollado re¬sistencia ante éstos. Con el propósito de elucidar estrate¬gias terapéuticas racionales y perdurables a partir del conocimiento integral de la biología del parásito, es indis¬pensable establecer investigaciones enfocadas en la caracterización molecular del mismo. El metabolismo del Dinucleótido de Adenina y Nicotinamida (NAD+) se relaciona con diversos procesos biológicos esenciales, participando en rutas de transducción energética y de señales, síntesis de movilizadores de calcio y mantenimiento de sistemas REDOX. Éstos últimos son indispensables para la supervivencia y desarrollo de los parasitos, debido a que inactivan radicales provenientes de la oxidación metabólica de la célula infectada. Existen dos vías para la biosíntesis del NAD+: la vía de novo y la vía de reciclaje, las cuales conver¬gen en la Nicotinamida/Nicotinato Mononucleótido Adenilil Transferasa (NMNAT; EC: 2.7.7.1/18), enzima fundamental que cataliza el paso central en la biosíntesis del NAD+. Por esta razón, la caracterización funcional de la NMNAT y la identificación de diferencias estructurales con respecto a los ortólogos humanos, constituyen puntos clave para el desarro¬llo de nuevas estrategias de control. Estudios realizados en nuestro laboratorio, permitieron identificar, clonar y expresar la NMNAT de L. braziliensis (LbNMNAT) en el sistema heterólogo Escherichia coli. La purificación y caracterización enzimática de dicha proteína, nos permitió establecer aproximaciones experimentales pioneras sobre el metabolismo del NAD+ en este agente patogénico. Análisis bioinformáticos detallados, revelaron la existencia de dominios exclusivos en los extremos amino y carboxilo terminales de la proteína LbNMNAT. Estos dominios constituyen componentes estructurales únicos de la enzima del parásito en comparación con las NMNATs de numerosos organismos como E. coli, Saccharomyces cerevisiae, Arabidopsis thaliana, Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster, Mus musculus y Homo sapiens. Similarmente, las isoenzimas humanas HsNMNATs 1-3 presentan secuencias específicas y exclusivas denominadas ISTIDs (por Isoform Specific Targeting and Interaction Domains), que parti¬cipan en procesos de regulación catalítica, modificación postraduccional y anclaje a membranas celulares. De manera indudable, se ha demostrado que la eliminación de tales secuencias altera la función de las isoenzimas en cuestión (Lau et al, 2010). Esta evidencia nos permite plantear que la presencia de dominios exclusivos en la proteína LbNMNAT puede relacionarse con mecanismos de regulación enzimática y/o localización intracelular, indispensables para el correcto metabolismo del NAD+ en el parásito. El hecho de que estos dominios no se encuentren en los ortólogos humanos, resulta interesante e imperativo para el desarrollo de estrategias quimioterapéuticas, enfocando estos dominios, como nuevos blancos farmacológicos. Con esta propuesta de investigación, se pretende establecer la participación de los dominios exclusivos de la proteína LbNMNAT en su actividad enzimática y localización intracelular. Para lograr tal objetivo, se propone diseñar y purificar proteínas recombinantes delecionadas en dichos dominios. Las proteínas generadas se emplearán en la ejecución de ensayos enzimáticos y se realizarán comparaciones con los datos obtenidos para la proteína silvestre. Con el propósito de validar estos dominios
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