Structural studies on protein-protein interactions: Analysis of the regulation of the DYNLL/LC8 binding to Nek9 and characterization of the enzymes composing the arginine deiminase pathway in mycoplasma penetrans
- Autores: Pablo Gallego Alonso
- Directores de la Tesis: David Reverter Cendrós (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Ignacio Fita Rodríguez (presid.), José Miguel Lizcano de Vega (secret.), Fernando Gil Ortiz (voc.)
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- Resumen
Las interacciones proteína-proteína (PPIs, por sus siglas en inglés) son contactos físicos intencionados que se dan entre dos o más proteínas. Estas interacciones forman la red de interacciones de proteínas y forman el núcleo del sistema interatómica de toda célula viva. Fallos en este sistema producidos por PPIs aberrantes están relacionados con fallos en la transducción de señales. Agregación proteica y una pérdida de regulación celular. De hecho, las PPIs anormales forman parte de las bases de enfermedades como el Alzheimer y el cáncer. La importancia del sistema interatómico hace que sea necesario investigar las PPIs, sus funciones y propiedades estructurales, en diferentes modelos. En este trabajo la cristalografía de rayos X es entre otras técnicas la principal para estudiar las PPIs. La investigación de PPIs se ha llevado a cabo a través de dos modelos experimentales diferentes: En el primero, hemos analizado el rol de la fosforilación en un péptido derivado de la Kinsasa mitótica Nek9 en la unión con LC8, una proteína asociada a Nek9; En el segundo modelo, hemos resuelto las estructuras de los tres enzimas que forman la vía de la arginina deiminasa en Mycoplasma penetrans. La proteína Nek9/Nercc1 de la familia de proteínas Kinasa NIMA juega un papel esencial en el control del huso mitótico. DYNLL/LC8 fue descrita con un complemento del complejo de la dyneina, sin embargo, actualmente se le conocen múltiples proteínas asociadas y de ha propuesto que LC8 tiene un rol general como núcleo de dimerización que dirige varias proteínas. Los últimos trabajos indican que la unión de LC9 con Nek9 está regulada por autofosforilación. En este trabajo proponemos un nuevo mecanismo regulatorio defosforilación que interfiere en la unión de LC8 con sus proteínas asociadas. El metabolismo de la arginina para producir ATP es considerado esencial para microorganismos como Mycoplasma penetrans en condiciones anaeróbicas. Además, esta vía ha sido asociada en los mecanismos de patogenicidad y virulencia en ciertos organismos, por ejemplo, protegiendo del estrés acídico en la infección. En este trabajo presentamos las estructuras de la vía de la arginina deiminasa de M.penetrans: arginina deiminasa (ADI), ornitina carbamoyltransferasa (OTC) and carbamato kinasa (CK). Las estructuras de M.penetrans ADI y CK revelan los cambios estructurales que se dan durante el mecanismo de reacción. En el caso de enzima OCT de M.penetrans comparamos su estructura cuaternaria con otros organismos, incluyendo termófilos, revelando la formación de esta estructura cuaternaria común organizada por unas interfaces con una baja homología de secuencia. Los resultados presentados en esta tesis enfatizan la importante contribución de la cristalografía de rayos X para estudiar las propiedades de las PPIs. La regulación de de las PPIs, sus diferencias estructurales y funcionales dependientes de su asociación, modificaciones posttraducionales y la adaptación a ambiental a través de la evolución son algunas de las propiedades y factores de dependencia de las PPIs estudiadas en este trabajo de tesis.
