A short motif in Drosophila SECIS Binding Protein 2 provides differential binding affinity to SECIS RNA hairpins

Selenoproteins contain the amino acid selenocysteine which is encoded by a UGA Sec codon. Recoding UGA Sec requires a complex mechanism, comprising the cis-acting SECIS RNA hairpin in the 3′UTR of selenoprotein mRNAs, and trans-acting factors. Among these, the SECIS Binding Protein 2 (SBP2) is central to the mechanism. SBP2 has been so far functionally characterized only in rats and humans. In this work, we report the characterization of the Drosophila melanogaster SBP2 (dSBP2). Despite its shorter length, it retained the same selenoprotein synthesis-promoting capabilities as the mammalian counterpart. However, a major difference resides in the SECIS recognition pattern: while human SBP2 (hSBP2) binds the distinct form 1 and 2 SECIS RNAs with similar affinities, dSBP2 exhibits high affinity toward form 2 only. In addition, we report the identification of a K (lysine)-rich domain in all SBP2s, essential for SECIS and 60S ribosomal subunit binding, differing from the well-characterized L7Ae RNA-binding domain. Swapping only five amino acids between dSBP2 and hSBP2 in the K-rich domain conferred reversed SECIS-binding properties to the proteins, thus unveiling an important sequence for form 1 binding.

Redirecció de l'especificitat de les cél·lules T contra epítops del VIH restringit per la HLA-A2 mitjaçant transferència genética

Existeixen creixents evidències què la resposta dels limfòcits T CD8+ alpha beta citotòxics (CTLs) és un element fonamental en la infecció produïda pel VIH. Les CTLs VIH especifiques es consideren molt importants en la reducció de la càrrega viral i en la contenció de la infecció. Encara que la combinació dels antiretrovirals (HAART) ha suposat una millora considerable en la lluita contra el VIH induint una important reducció de la càrrega viral i augmentant el nombre de cèl•lules T CD4+, diverses complicacions han fet ressaltar la necessitat de noves alternatives terapèutiques. Les complicacions inclouen: manca de recuperació d’una resposta immune sòlida contra el VIH, toxicitat a llarg termini de la teràpia i el descobriment que les cèl•lules T CD4+ constitueixen un reservori pel virus. Les noves alternatives controlaran la replicació viral i reconstituiran la immunitat. L’eficàcia de la immunoteràpia cel•lular amb transferència adoptiva de CTLs virals específics s’ha provat en diferents infeccions virals humanes, incloent el VIH. Proposem una modificació de la immunoteràpia adoptiva redirigint l’especificitat de les cèl•lules T contra el VIH mitjançant la transfecció dels gens del TCR. En aquest assaig preclínic, ens aprofitarem de la tecnologia dels animals transgènics per les molècules de HLA, amb la finalitat de generar TCRs d’alta afinitat dirigits contra epitops del VIH restringits per la molècula HLA. Aquests TCRs seran induïts in vivo i seleccionats in vitro. Les cadenes alpha i beta dels TCRs VIH específics procedents de les CTLs seran clonades mitjançant tècniques de biologia molecular. Aquests TCRs VIH específics seran transferits a cèl•lules T CD8+ humanes i la seva especificitat i capacitat citolítica contra cèl•lules diana que presentin antígens de VIH-1 s’estudiaran mitjançant la combinació de diverses tècniques noves (FCC, transfecció mitjançant Nucleoefector). Finalment, una construcció retroviral adient per la seva transducció en cèl•lules T humanes s’establirà amb un TCR òptim seleccionat.

Estudi de la relació estructura-funció de les proteïnes CPT1

En aquest treball s’ha analitzat la relació estructura-funció dels enzims CPT1, o Carnitina palmitoïltransferasa 1, que catalitza la reacció de transesterificació dels àcids grassos de cadena llarga a acil-carnitines, per tal que puguin accedir a la matriu mitocondrial i ser oxidats. Aquest enzim es troba estrictament regulat per malonil-CoA, primer intermediari de la síntesi d’àcids grassos, establint-se així una regulació coordinada entre la formació i la degradació de grasses. S’han estudiat els tres isotips de CPT1 descrits fins al moment: CPT1A, CPT1B i CPT1C. Mitjançant l’expressió heteròloga de mutants de CPT1A de rata i CPT1B de porc en el llevat P. pastoris, s’ha estudiat l’efecte sobre la inhibició per malonil-CoA de petits canvis en la seva estructura, per tal de trobar una relació entre la seva funció enzimàtica i la disposició conformacional de la proteïna. Segons els resultats obtinguts, el residu Glu590 de CPT1A de rata estaria impedint la unió de l’inhibidor, mentre que el residu Met593 estaria afavorint aquesta unió. Els estudis amb l’enzim CPT1B de porc demostraren l’existència d’un determinant positiu per la sensibilitat al malonil-CoA en els primers 18 residus de la proteïna, i definiren la posició Glu17 com la responsable de l’alta afinitat a la carnitina i la baixa sensibilitat a la inhibició per malonil-CoA (8). Es clonà i caracteritzà la regió promotora del gen de CPT1C humana, amb la intenció d’analitzar la funcionalitat de putatius elements de resposta identificats in silico. Cap dels elements estudiats resultà ser funcional in vivo. A més, es demostrà que la manca d’activitat catalítica de la proteïna no és deguda a l’extensió C-terminal que presenta respecte els isotips A i B, tot i presentar un alt percentatge d’identitat de seqüència. S’ha amplificat una isoforma humana de CPT1C (Pubmed Acc. Num. AK299866), corresponent a la regió carboxiterminal de la proteïna, que es pretén utilitzar per obtenir el primer cristall de la part soluble d’una proteïna CPT1.     

Multifunctional ligands for application in Alzheimer’s Disease: molecular modelling and biological evaluation

Projecte de recerca elaborat a partir d’una estada a la University of British Columbia, Canadà, entre 2010 i 2012 La malaltia d'Alzheimer (MA) representa avui la forma més comuna de demència en la població envellida. Malgrat fa 100 anys que va ser descoberta, encara avui no existeix cap tractament preventiu i/o curatiu ni cap agent de diagnòstic que permeti valorar quantitativament l'evolució d'aquesta malaltia. L'objectiu en el que s'emmarca aquest treball és contribuir a aportar solucions al problema de la manca d'agents terapèutics i de diagnosi, unívocs i rigorosos, per a la MA. Des del camp de la química bioinorgànica és fàcil fixar-se en l'excessiva concentració d'ions Zn(II) i Cu(II) en els cervells de malalts de MA, plantejar-se la seva utilització com a dianes terapèutica i, en conseqüència, cercar agents quelants que evitin la formació de plaques senils o contribueixin a la seva dissolució. Si bé aquest va ser el punt de partida d’aquest projecte, els múltiples factors implicats en la patogènesi de la MA fan que el clàssic paradigma d’ ¨una molècula, una diana¨ limiti la capacitat de la molècula de combatre aquesta malaltia tan complexa. Per tant, un esforç considerable s’ha dedicat al disseny d’agentsmultifuncionals que combatin els múltiples factors que caracteritzen el desenvolupament de la MA. En el present treball s’han dissenyat agents multifuncionals inspirats en dos esquelets moleculars ben establers i coneguts en el camp de la química medicinal: la tioflavina-T (ThT) i la deferiprona (DFP). La utilització de tècniques in silico que inclouen càlculs farmacocinètics i modelatge molecular ha estat un procés cabdal per a l’avaluació dels millors candidats en base als següents requeriments: (a) compliment de determinades propietats farmacocinètiques que estableixin el seu possible ús com a fàrmac (b) hidrofobicitat adequada per travessar la BBB i (c) interacció amb el pèptid Aen solució.

Neutralizing antibodies in Multiple Sclerosis a model-based analysis of Interferon beta signaling pathway in macrophages

Multiple Sclerosis is the most common non-traumatic cause of neurologicaldisability in young people. There is no cure yet, and until recently, few long-termtherapies existed. Interferon beta (IFNβ) was the first treatment, and remains the mostcommonly prescribed. One of the most significant problems of IFNβ therapy is theproduction of drug specific antibodies. Up to 45% of patients develop neutralizingantibodies (NAbs) to IFNβ products. The neutralizing antibody binds to the biologicalagent preventing its interaction with its receptor, inhibiting the biological action of theprotein, which abrogates the clinical efficacy of IFNβ treatment. Interferon-betamediates its response by binding to its high affinity cell surface receptor and initiatingthe JAK/STAT signalling cascade. In this project we have analyzed the IFNβ signalingpathway in macrophages when neutralizing antibodies are present. The response tothis pathway after IFNβ stimulation shows a transient oscillatory rhythm of STAT1phosphorylation, which varies as NAbs concentration increases. To improve ourunderstanding of that behavior, we extended an existing mathematical model based onnonlinear ordinary differential equations of JAK/STAT pathway by including IFN-NAbassociation and IFN-activation receptor. Combining our theoretical model withexperimental data we could study the role of neutralizing antibodies on the molecularresponse and determine its lifetime after cytokine stimulation.

Concentrative nucleoside transporter 1 (hCNT1) promotes phenotypic changes relevant to tumor biology in a translocation independent manner

Nucleoside transporters (NTs) mediate the uptake of nucleosides and nucleobases across the plasma membrane, mostly for salvage purposes. The canonical NTs belong to two gene families, SLC29 and SLC28. The former encode equilibrative nucleoside transporter proteins (ENTs), which mediate the facilitative diffusion of natural nucleosides with broad selectivity, whereas the latter encode concentrative nucleoside transporters (CNTs), which are sodium-coupled and show high affinity for substrates with variable selectivity. These proteins are expressed in most cell types, exhibiting apparent functional redundancy. This might indicate that CNTs play specific roles in the physiology of the cell beyond nucleoside salvage. Here, we addressed this possibility using adenoviral vectors to restore tumor cell expression of hCNT1 or a polymorphic variant (hCNT1S546P) lacking nucleoside translocation ability. We found that hCNT1 restoration in pancreatic cancer cells significantly altered cell-cycle progression and phosphorylation status of key signal-transducing kinases, promoted poly-(ADP ribose) polymerase hyperactivation and cell death, and reduced tumor growth and cell migration. Importantly, the translocation-defective transporter triggered these same effects on cell physiology. These data predict a novel and totally unexpected biological role for the nucleoside transporter protein hCNT1 that appears to be independent of its role as mediator of nucleoside uptake by cells, thereby suggesting a transceptor function. Cell Death & Disease Anastasis Stephanou Receiving Editor Cell Death & Disease 19th Apr 2013 Dr Perez-Torras Av/ Diagonal 643. Edif. Prevosti, Pl -1 Barcelona 08028 Spain RE: Manuscript CDDIS-13-0136R, 'CDDIS-13-0136R' Dear Dr Perez-Torras, It is a pleasure to inform you that your manuscript has been evaluated at the editorial level and has now been officially accepted for publication in Cell Death & Disease, pending you meet the following editorial requirements: 1) the list of the abbreviations is missing please include Could you send us the revised text as word file via e-mail and we will proceed and transfer the paper onto our typesetters. Please download, print, sign, and return the Licence to Publish Form using the link below. This must be returned via FAX to ++ 39 06 7259 6977 before your manuscript can be published:

Development of an epidermal growth factor derivative with EGFR blocking activity.

The members of the epidermal growth factor (EGF)/ErbB family are prime targets for cancer therapy. However, the therapeutic efficiency of the existing anti-ErbB agents is limited. Thus, identifying new molecules that inactivate the ErbB receptors through novel strategies is an important goal on cancer research. In this study we have developed a shorter form of human EGF (EGFt) with a truncated C-terminal as a novel EGFR inhibitor. EGFt was designed based on the superimposition of the three-dimensional structures of EGF and the Potato Carboxypeptidase Inhibitor (PCI), an EGFR blocker previously described by our group. The peptide was produced in E. coli with a high yield of the correctly folded peptide. EGFt showed specificity and high affinity for EGFR but induced poor EGFR homodimerization and phosphorylation. Interestingly, EGFt promoted EGFR internalization and translocation to the cell nucleus although it did not stimulate the cell growth. In addition, EGFt competed with EGFR native ligands, inhibiting the proliferation of cancer cells. These data indicate that EGFt may be a potential EGFR blocker for cancer therapy. In addition, the lack of EGFR-mediated growth-stimulatory activity makes EGFt an excellent delivery agent to target toxins to tumours over-expressing EGFR.

Synthesis, binding affinity and SAR of new benzolactam derivatives as dopamine D3 receptor ligands

A series of new benzolactam derivatives was synthesized and the derivatives were evaluated for theiraffinities at the dopamine D1, D2, and D3 receptors. Some of these compounds showed high D2 and/orD3 affinity and selectivity over the D1 receptor. The SAR study of these compounds revealed structuralcharacteristics that decisively influenced their D2 and D3 affinities. Structural models of the complexesbetween some of the most representative compounds of this series and the D2 and D3 receptors wereobtained with the aim of rationalizing the observed experimental results. Moreover, selected compoundsshowed moderate binding affinity on 5-HT2A which could contribute to reducing the occurrence of extrapyramidalside effects as potential antipsychotics.

Synthesis, binding affinity, and molecular docking analysis of new benzofuranone derivative as pontential antipsychotics

The complex etiology of schizophrenia has prompted researchers to develop clozapine-related multitargetstrategies to combat its symptoms. Here we describe a series of new 6-aminomethylbenzofuranones in aneffort to find new chemical structures with balanced affinities for 5-HT2 and dopamine receptors. Throughbiological and computational studies of 5-HT2A and D2 receptors, we identified the receptor serine residuesS3.36 and S5.46 as the molecular keys to explaining the differences in affinity and selectivity betweenthese new compounds for this group of receptors. Specifically, the ability of these compounds to establishone or two H-bonds with these key residues appears to explain their difference in affinity. In addition, wedescribe compound 2 (QF1004B) as a tool to elucidate the role of 5-HT2C receptors in mediating antipsychoticeffects and metabolic adverse events. The compound 16a (QF1018B) showed moderate to high affinitiesfor D2 and 5-HT2A receptors, and a 5-HT2A/D2 ratio was predictive of an atypical antipsychotic profile.