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La pared celular vegetal es una estructura muy resistente y extraordinariamente compleja de polisacáridos entrecruzados. Dentro del estudio de la complicada maquinaria molecular que realiza su degradación, uno de los mayores retos es entender el mecanismo que rige en enzimas que contienen múltiples copias de dominios suplementarios. La mayor parte de estos dominios no catalíticos son Módulos de Unión a Carbohidratos (CBMs). Su disposición repetida en patrones homogéneos se ha relacionado con multivalencia, mientras que una configuración multimodular heterogénea se cree que confiere distintas especificidades de unión a sustratos. Sin embargo, los trabajos más recientes sugieren que esta definición es demasiado simple. Investigadores del IQFR han realizado estudios estructurales y funcionales de una xilanasa representativa de una serie de enzimas con una peculiar composición de dominios, que contiene un dominio N-terminal con dos CBM22 en tándem y un dominio C-terminal con dos CBM9s. Hemos encontrado nuevas características que permiten atribuir una funcionalidad diferente a cada CBM22, sugiriendo una sofisticada estrategia de unión al sustrato mediada por el tándem de CBM22 homólogos. Nuestro trabajo contribuirá a aumentar el conocimiento de los mecanismos moleculares asociados a la multimodularidad, lo que es esencial para entender y optimizar el proceso de reciclado de la biomasa, produciendo biocatalizadores más eficientes.
The Journal of Biological Chemistry (2015)
First published in May 22
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Las glicoproteínas gp120 y gp41 forman parte de la envolvente del virus VIH, causante del SIDA, e intervienen en etapas esenciales de la infección por este virus, concretamente en la fusión de las membranas del virus y de la célula huésped, y en parte de la respuesta del sistema inmunitario frente a la infección. El conocimiento de la estructura de estas moléculas es fundamental para comprender ambos mecanismos.
Investigadores del grupo de RMN del Instituto de Química-Física ‘Rocasolano’ (CSIC), en colaboración con los grupos del Dr. J. L. Nieva (Universidad del País Vasco) y del Dr. J.M.M. Caaveiro (Universidad de Tokio) han determinado las estructuras de varios péptidos de los subdominios MPER (región externa próxima a la membrana) y TM (región transmembrana) de la proteína gp41. Con ello se pone en evidencia que la estructura de la región transmembrana, desconocida hasta la actualidad, consta de dos hélices separadas por un segmento flexible. Al mismo tiempo, se demuestra que la región final de MPER y la inicial de TM forman una única hélice, contrariamente a las predicciones bioinformáticas. Estos datos estructurales permiten proponer un modelo a nivel molecular para el mecanismo de fusión de las membranas del virus y de la célula huésped. Asimismo, y lo que es más importante, explican la capacidad de unión a anticuerpos de la cubierta viral y la respuesta inmune frente a péptidos derivados de MPER. Esta información podría constituir una base firme para el desarrollo de futuras vacunas e inhibidores, y por tanto de nuevas alternativas terapéuticas frente al SIDA.
Las imágenes del virión y de la glicoproteína envolvente han sido amablemente cedidas por el Dr. S. Subramaniam.
El trabajo ha sido seleccionado como “Paper of the Week” por los editores de J. Biol. Chem.
Referencia:
B. Apellaniz, E. Rojas, S. Serrano, K. Morante, K. Tsumoto, J.M.M. Caaveiro, M.A. Jiménez, y J.L. Nieva. “The atomic structure of the HIV-1 gp41 MPER-TMD region reveals a continuously helical inter-domain connection flanked by two metastable hinge segments. Implications for MPER immunogenicity”. J. Biol. Chem. (2015). doi:10.1074/jbc.M115.644351.
Enlace a noticias del CSIC
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Un terremoto de magnitud 5.2 en la escala Richter ha sacudido la tarde del 23 de Febrero de 2015 a las 17:16 horas la zona centro de la península, según ha confirmado el Instituto Geográfico Nacional. El epicentro del movimiento sísmico se ha situado a 17 Km de profundidad de la localidad albaceteña de Ossa de Montiel.
En el Instituto de Química Física Rocasolano (IQFR) de Madrid, que dista aproximadamente 180 Km de dicha localidad, se ha sentido el terremoto, y ha quedado registrado en el experimento que se estaba realizando en el Laboratorio de RMN Manuel Rico.
En la figura se observa como la señal del experimento de RMN aparece perturbada por dicho terremoto a la hora indicada.
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La situación de la resistencia bacteriana es hoy en día muy preocupante y un problema de salud mundial. La organización mundial de la salud OMS advierte en un reciente informe de la amenaza de este problema: un altísimo porcentaje de las infecciones adquiridas en hospitales están causadas por bacterias altamente resistentes tales como el MRSA (del inglés Methicillin Resistant Staphylococcus aureus) o bacterias Gram-negativas multiresistentes.
La clave de la resistencia de MRSA a los antibióticos beta-lactámicos (como los derivados de la penicilina) es la proteína PBP2a, que está implicada en la biosíntesis de la pared bacteriana del patógeno. En bacterias susceptibles a estos antibióticos las proteínas encargadas de la construcción de dicha pared se ven bloqueadas por los agentes y permiten su paso. Sin embargo, en el caso del Staphylococcus aureus, PBP2a es insensible a ese bloqueo y permite al patógeno continuar con su ciclo celular aún en presencia de antibióticos.
Un consorcio internacional en el que ha participado el Instituto de Química-Física Rocasolano ha descubierto una nueva clase de antibióticos a partir de estudios in silico y síntesis química de derivados de quinazolinonas. Los estudios in vivo han demostrado su eficacia frente al MRSA. Este nuevo antibiótico bloquea la biosíntesis de la pared bacteriana mediante la unión a la proteína PBP2a, tal y como se ha comprobado funcional y estructuralmente. El trabajo de investigación ha demostrado que este nuevo antibiótico se une también a PBP1 de S. aureus ampliando su espectro de uso. Esta nueva clase de antibióticos abre una nueva puerta en la lucha contra las infecciones del MRSA.
Referencia:
Bouley, R.; Kumarasiri, M.; Peng, Z.; Otero, L.; Song, W.; Suckow, M.; Schroeder, V.; Wolter, W.; Lastochkin, E.; Antunes, N.; Pi, H.; Vakulenko, S.; Hermoso, J.; Chang, M.; Mobashery, S. Discovery of Antibiotic (E)-3-(3-Carboxyphenyl)-2-(4-cyanostyryl)quinazolin-4(3H)-one, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 1738-1741.
