Orthogonal protecting groups in the synthesis of tryptophanyl-hexahydropyrroloindoles

The synthesis of various polycyclic systems containing a C3a-Ni bond between a hexahydropyrrolo[2,3-b]indole and an indole tryptophan is described here. A series of experiments were performed to determine the best combination of five orthogonal protecting groups and the best reaction conditions for formation of said bond, which is a common feature among many recently discovered marine natural products.

Study of selenocompounds from selenium-enriched culture of edible sprouts

Selenium is recognised as an essential micronutrient for humans and animals. One of the main sources of selenocompounds in the human diet is vegetables. Therefore, this study deals with the Se species present in different edible sprouts grown in Se-enriched media. We grew alfalfa, lentil and soy in a hydroponic system amended with soluble salts, containing the same proportion of Se, in the form of Se(VI) and Se(IV). Total Se in the sprouts was determined by acidic digestion in a microwave system and by ICP/MS. Se speciation was carried out by enzymatic extraction (Protease XIV) and measured by LC-ICP/MS. The study shows that the Se content of plants depends on the content in the growth culture, and that part of the inorganic Se was biotransformed mainly into SeMet. These results contribute to our understanding of the uptake of inorganic Se and its biotransformation by edible plants.

Drug abuse, brain calcification and glutamate-induced neurodegeneration

Positive and negative reinforcing systems are part of the mechanism of drug dependence. Drugs with abuse potential may change the manner of response to negative emotional stimuli, activate positive emotional reactions and possess primary reinforcing properties. Catecholaminergic and peptidergic processes are of importance in these mechanisms. Current research needs to understand the types of adaptations that underlie the particularly long-lived aspects of addiction. Presently, glutamate is candidate to play a role in the enduring effects of drugs of abuse. For example, it participates in the chronic pathological changes of corticostriatal terminals produced by methamphetamine. At the synaptic level, a link between over-activation of glutamate receptors, [C(a2+)](i) increase and neuronal damage has been clearly established leading to neurodegeneration. Thus, neurodegeneration can start after an acute over-stimulation whose immediate effects depend on a diversity of calcium-activated mechanisms. If sufficient, the initial insult results in calcification and activation of a chronic on-going process with a progressive loss of neurons. At present, long-term effects of drug dependence underlie an excitotoxicity process linked to a polysynaptic pathway that dynamically regulates synaptic glutamate. Retaliatory mechanisms include energy capability of the neurons, inhibitory systems and cytoplasmic calcium precipitation as part of the neuron-glia interactions. This paper presents an integrated view of these molecular and cellular mechanisms to help understand their relationship and interdependence in a chronic pathological process that suggest new targets for therapeutic intervention.

Protected maleimide building blocks for the decoration of peptides, peptoids and peptide nucleic acids

Monomers allowing for the introduction of [2,5-dimethylfuran]-protected maleimides into polyamides such as peptides, peptide nucleic acids, and peptoids were prepared, as well as the corresponding oligomers. Suitable maleimide deprotection conditions were established in each case. The stability of the adducts generated by Michael-type maleimide-thiol reaction and Diels-Alder cycloaddition to maleimide deprotection conditions was exploited to prepare a variety of conjugates from peptide and PNA scaffolds incorporating one free and one protected maleimide. The target molecules were synthesized by using two subsequent maleimide-involving click reactions separated by a maleimide deprotection step. Carrying out maleimide deprotection and conjugation simultaneously gave better results than performing the two reactions subsequently.

Straightforward synthesis of cyclic and bicyclic peptides

Cyclic peptide architectures can be easily synthesized from cysteine-containing peptides with appending maleimides, free or protected, through an intramolecular Michael-type reaction. After peptide assembly, the peptide can cyclize either during the trifluoroacetic acid treatment, if the maleimide is not protected, or upon deprotection of the maleimide. The combination of free and protected maleimide moieties and two orthogonally protected cysteines gives access to structurally different bicyclic peptides with isolated or fused cycles.

Effect of diet composition and ration size on key enzyme activities of glycolysis-gluconeogenesis, pentose phosphate pathway and amino acid metabolism in liver of Sparus aurata

The effects of diet composition and ration size on the activities of key enzymes involved in intermediary metabolism were studied in the liver of gilthead sea bream (Sparus aurata). Highcarbohydrate, low-protein diets stimulated 6-phosphofructo 1-kinase (EC 2.7.1.11), pyruvate kinase (EC 2.7.1.40), glucose-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.49) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (EC 1.1.1.44) enzyme activities, while they decreased alanine aminotransferase (EC 2.6.1.2) activity. A high degree of correlation was found between food ration size and the activity of the enzymes 6-phosphofructo 1-kinase, pyruvate kinase, glucose-6-phosphate dehydrogenase (positive correlations) and fructose-1,6-bisphosphatase (EC 3.1.3.11) (negative correlation). These correlations matched well with the high correlation also found between ration size and growth rate in starved fish refed for 22 d. Limited feeding (5 g/kg body weight) for 22 d decreased the activities of the key enzymes for glycolysis and lipogenesis, and alanine aminotransferase activity. The findings presented here indicate a high level of metabolic adaptation to both diet type and ration size. In particular, adaptation of enzyme activities to the consumption of a diet with a high carbohydrate level suggests that a carnivorous fish like Sparus aurata can tolerate partial replacement of protein by carbohydrate in the commercial diets supplied in culture. The relationship between enzyme activities, ration size and fish growth indicates that the enzymes quickly respond to dietary manipulations of cultured fish.

Effect of diet composition and ration size on key enzyme activities of glycolysis-gluconeogenesis, pentose phosphate pathway and amino acid metabolism in liver of Sparus aurata

The effects of diet composition and ration size on the activities of key enzymes involved in intermediary metabolism were studied in the liver of gilthead sea bream (Sparus aurata). Highcarbohydrate, low-protein diets stimulated 6-phosphofructo 1-kinase (EC 2.7.1.11), pyruvate kinase (EC 2.7.1.40), glucose-6-phosphate dehydrogenase (EC 1.1.1.49) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (EC 1.1.1.44) enzyme activities, while they decreased alanine aminotransferase (EC 2.6.1.2) activity. A high degree of correlation was found between food ration size and the activity of the enzymes 6-phosphofructo 1-kinase, pyruvate kinase, glucose-6-phosphate dehydrogenase (positive correlations) and fructose-1,6-bisphosphatase (EC 3.1.3.11) (negative correlation). These correlations matched well with the high correlation also found between ration size and growth rate in starved fish refed for 22 d. Limited feeding (5 g/kg body weight) for 22 d decreased the activities of the key enzymes for glycolysis and lipogenesis, and alanine aminotransferase activity. The findings presented here indicate a high level of metabolic adaptation to both diet type and ration size. In particular, adaptation of enzyme activities to the consumption of a diet with a high carbohydrate level suggests that a carnivorous fish like Sparus aurata can tolerate partial replacement of protein by carbohydrate in the commercial diets supplied in culture. The relationship between enzyme activities, ration size and fish growth indicates that the enzymes quickly respond to dietary manipulations of cultured fish.

Selenomethionine incorporation into amyloid sequences regulates fibrillogenesis and toxicity.

The capacity of a polypeptide chain to engage in an amyloid formation process and cause a conformational disease is contained in its sequence. Some of the sequences undergoing fibrillation contain critical methionine (Met) residues which in vivo can be synthetically substituted by selenomethionine (SeM) and alter their properties.

Altered nitrogen balance and decreased urea excretion in male rats fed cafeteria diet are related to arginine availability

Hyperlipidic diets limit glucose oxidation and favor amino acid preservation, hampering the elimination of excess dietary nitrogen and the catabolic utilization of amino acids.We analyzed whether reduced urea excretion was a consequence of higherNO ; (nitrite,nitrate, and other derivatives) availability caused by increased nitric oxide production in metabolic syndrome. Rats fed a cafeteria diet for 30 days had a higher intake and accumulation of amino acid nitrogen and lower urea excretion.There were no differences in plasma nitrate or nitrite. NO and creatinine excretion accounted for only a small part of total nitrogen excretion. Rats fed a cafeteria diet had higher plasma levels of glutamine, serine, threonine, glycine, and ornithinewhen comparedwith controls,whereas arginine was lower. Liver carbamoyl-phosphate synthetase I activity was higher in cafeteria diet-fed rats, but arginase I was lower. The high carbamoyl-phosphate synthetase activity and ornithine levels suggest activation of the urea cycle in cafeteria diet-fed rats, but low arginine levels point to a block in the urea cycle between ornithine and arginine, thereby preventing the elimination of excess nitrogen as urea. The ultimate consequence of this paradoxical block in the urea cycle seems to be the limitation of arginine production and/or availability.

Expressional regulation of key hepatic enzymes of intermediary metabolism in European seabass (Dicentrarchus labrax) during food deprivation and refeeding

We hypothesized that the analysis of mRNA level and activity of key enzymes in amino acid and carbohydrate metabolism in a feeding/fasting/refeeding setting could improve our understanding of how a carnivorous fish, like the European seabass (Dicentrarchus labrax), responds to changes in dietary intake at the hepatic level. To this end cDNA fragments encoding genes for cytosolic and mitochondrial alanine aminotransferase (cALT; mALT), pyruvate kinase (PK), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGDH) were cloned and sequenced. Measurement of mRNA levels through quantitative real-time PCR performed in livers of fasted seabass revealed a significant increase in cALT (8.5-fold induction)while promoting a drastic 45-fold down-regulation of PK in relation to the levels found in fed seabass. These observations were corroborated by enzyme activity meaning that during food deprivation an increase in the capacity of pyruvate generation happened via alanine to offset the reduction in pyruvate derived via glycolysis. After a 3-day refeeding period cALT returned to control levels while PK was not able to rebound. No alterations were detected in the expression levels of G6PDH while 6PGDH was revealed to be more sensitive specially to fasting, as confirmed by a significant 5.7-fold decrease in mRNA levels with no recovery after refeeding. Our results indicate that in early stages of refeeding, the liver prioritized the restoration of systemic normoglycemia and replenishment of hepatic glycogen. In a later stage, once regular feeding is re-established, dietary fuel may then be channeled to glycolysis and de novo lipogenesis.

Expressional regulation of key hepatic enzymes of intermediary metabolism in European seabass (Dicentrarchus labrax) during food deprivation and refeeding

We hypothesized that the analysis of mRNA level and activity of key enzymes in amino acid and carbohydrate metabolism in a feeding/fasting/refeeding setting could improve our understanding of how a carnivorous fish, like the European seabass (Dicentrarchus labrax), responds to changes in dietary intake at the hepatic level. To this end cDNA fragments encoding genes for cytosolic and mitochondrial alanine aminotransferase (cALT; mALT), pyruvate kinase (PK), glucose 6-phosphate dehydrogenase (G6PDH) and 6-phosphogluconate dehydrogenase (6PGDH) were cloned and sequenced. Measurement of mRNA levels through quantitative real-time PCR performed in livers of fasted seabass revealed a significant increase in cALT (8.5-fold induction)while promoting a drastic 45-fold down-regulation of PK in relation to the levels found in fed seabass. These observations were corroborated by enzyme activity meaning that during food deprivation an increase in the capacity of pyruvate generation happened via alanine to offset the reduction in pyruvate derived via glycolysis. After a 3-day refeeding period cALT returned to control levels while PK was not able to rebound. No alterations were detected in the expression levels of G6PDH while 6PGDH was revealed to be more sensitive specially to fasting, as confirmed by a significant 5.7-fold decrease in mRNA levels with no recovery after refeeding. Our results indicate that in early stages of refeeding, the liver prioritized the restoration of systemic normoglycemia and replenishment of hepatic glycogen. In a later stage, once regular feeding is re-established, dietary fuel may then be channeled to glycolysis and de novo lipogenesis.

Del Big Bang a l'Homo Sapiens Sapiens. Una visió evolutiva global de la Història de l'Univers

Crec que un resum lleugerament informal pot animar al lector a endinsar-se en el seriós contingut del llibre. S'aixeca el teló (fa uns tretze mil set cents milions d'anys) amb un "chupinazo" que deixa en ridícul als dels "sanfermines". L' entropia comença a augmentar ... i ja no pararà! L'empat inicial entre la matèria i l' antimateria es decanta a favor de la matèria, encara que per molt poc! Matèria i antimatèria s'anihilen, però el lleuger excés de matèria fa que en l'anihilació en quedin suficients traces per a que la funció pugui continuar. Existeix un antimón d'antimatèria que transcorre en un antitemps i en el qual un antiCastells format de D-aminoàcids i L-carbohidrats ha escrit un antillibre? L'univers ja s'ha refredat suficientment per a que el deuteri pugui perviure un xic: via lliure a la formació de l'heli-4 (etapa còsmica). La matèria s'organitza ostensiblement: neix el Sistema de Períodes (etapa estel·lar). Els estels exploten i la pols formada embruta tot l'espai interestel·lar (etapa interestel·lar). Visita al "zoo molecular": molt carboni i molt enllaç triple. Espècies molt reactives que no reaccionen ... per no trobar amb què! El futbol, va també envair l'espai? En el tebi oceà, la matèria continua la seva escalada de la complexitat (etapa planetària). Apareix la vida: però, què és la vida? Fi de l'evolució determinista i començament de l'evolució contingent (etapa biològica). Justificada alarma entre els anaerobis: qui ha deixat escapar aquest gas (oxigen) tan verinós? El miracle de la vida en un univers hostil. L'arsenal d'armes preventives i defensives: vitamines C i E, catalasa, peroxidases, dismutases superoxídiques, etc. La meravella del transport electrònic. Com es possible tanta perfecció? L'escalada de la complexitat prossegueix acceleradament. Finalment, s'arriba a l'Homo sapiens sapiens: podria no ser com és? Millor canviar l'entorn que canviar l'Homo: l'evolució biològica s'ha acabat. Comença l'evolució cultural o social. La possible existència de vida i de vida intel·ligent extra-terrestres. La inevitable protagonisme de la Química dels derivats del carboni. El Principi antropo-cosmològic: realment, estem sols?

Revaloració de la fracció cel·lular de la sang de porc procedent d'escorxadors industrials

La sang de porc és un subproducte comestible que es genera als escorxadors industrials durant el procés d'obtenció de la canal. Aquest subproducte es caracteritza per presentar una elevada càrrega contaminant i, degut a l'elevat volum que es genera, és necessari trobar estratègies que permetin la seva revaloració i aprofitament, a la vegada que disminuïm la contaminació ambiental i les despeses que es deriven del seu processament abans de l'abocament. La fracció cel·lular (FC) constitueix el 40 % de la sang de porc i conté principalment l'hemoglobina (Hb), que representa al voltant del 90 % del contingut en proteïna d'aquesta fracció (un 35 % aproximadament). L'elevat percentatge en proteïna i en ferro, i les seves bones propietats funcionals fan que l'aprofitament d'aquest subproducte com a primera matèria o ingredient de la indústria alimentària sigui una alternativa molt útil a l'hora de reduir les despeses de la indústria càrnia, sempre que es resolguin els problemes de l'enfosquiment i dels sabors estranys que pot conferir la FC quan s'addiciona a productes alimentaris. Una altra possible utilització de la FC és aprofitar les propietats colorants de l'Hb o del grup hemo, com a colorant d'origen natural en diversos productes alimentaris. Els objectius del present treball eren, en primer lloc, determinar les millors condicions d'aplicació del procés de conservació de la FC mitjançant la deshidratació per atomització i caracteritzar físico-químicament i microbiològica el concentrat d'Hb en pols. En segon lloc, avaluar l'eficàcia de diferents additius antioxidants i/o segrestants del ferro per prevenir l'enfosquiment que pateix la FC durant la deshidratació. En tercer lloc, aplicar tractaments d'altes pressions hidrostàtiques com a procés d'higienització i avaluar els efectes d'aquest tractament sobre la microbiota contaminant, el color i les propietats funcionals de la FC. Finalment, desenvolupar un procés d'obtenció d'hidrolitzats proteics descolorats a partir de l'Hb amb la finalitat d'utilitzar-los com a ingredients nutricionals i/o funcionals. La millor temperatura de deshidratació per atomització de la FC hemolitzada era 140ºC. La FC en pols presentava un contingut en humitat del 5,3 % i un percentatge de solubilitat proteica del 96 %. La deshidratació per atomització induïa canvis en l'estructura nativa de l'Hb i, per tant, un cert grau de desnaturalització que pot conduir a una disminució de les seves propietats funcionals. L'extracte sec de la FC en pols estava composat per un 94,6 % de proteïna, un 3 % de sals minerals i un 0,7 % de greix. Els valors CIE L*a*b* del color de la FC en pols eren força constants i reflectien el color vermell marró fosc d'aquesta, a causa de l'oxidació del ferro hèmic que es produeix durant la deshidratació. La càrrega contaminant de la FC fresca de la sang de porc era força elevada i el tractament d'hemòlisi amb ultrasons i la centrifugació posterior no produïen una reducció significativa de la microbiota contaminant, obtenint un producte amb uns recomptes microbiològics de l'ordre de 106 ufc·mL-1. La deshidratació per atomització produïa una disminució d'una unitat logarítmica dels recomptes totals de la FC hemolitzada. Tanmateix, el producte en pols encara reflectia l'elevada contaminació de la primera matèria, fet que condiciona negativament la seva utilització com a ingredient alimentari, a no ser que es millorin les condicions de recollida de la sang a l'escorxador o que aquesta o la FC es sotmeti a algun tractament d'higienització prèviament a la deshidratació. Les isotermes de sorció a 20ºC de la FC en pols tenien forma sigmoïdal i una histèresi estreta i llarga. L'equació GAB és un bon model matemàtic per ajustar les dades de sorció obtingudes experimentalment i determinar la isoterma d'adsorció de la FC deshidratada per atomització. El percentatge d'humitat de la FC deshidratada a 140ºC es corresponia a un valor d'aw a 20 ºC d'aproximadament el 0,16. Tenint en compte que estava per sota dels valors d'aw corresponents a la capa monomolecular, es pot garantir la conservació a temperatura ambient del producte, sempre que s'envasi en recipients tancats que no permetin l'entrada d'humitat de l'exterior. De l'estudi de la possible estabilització del color de la FC deshidratada per atomització mitjançant l'addició d'antioxidants i/o segrestants de ferro, es va observar que només l'àcid ascòrbic, la glucosa, l'àcid nicotínic i la nicotinamida, tenien efectes positius sobre el color del producte en pols. L'ascòrbic i la glucosa no milloraven la conservació del color de l'Hb però disminuïen l'enfosquiment que es produeix durant la deshidratació, amb la qual cosa es pot obtenir un producte en pols de color marró més clar. L'addició de dextrina o L-cisteïna no disminuïa l'enfosquiment ni evitava el canvi de color de l'Hb. L'àcid nicotínic i la nicotinamida protegien el color de l'Hb durant el procés de deshidratació i l'emmagatzematge de la FC en pols. Les millors condicions d'aplicació del tractament amb altes pressions hidrostàtiques (HHP) sobre la FC eren 400 MPa, a 20ºC, durant 15 minuts, perquè produïen una millora significativa de la qualitat microbiològica, no afectaven negativament al color, no comprometien gaire la solubilitat proteica l'Hb i, malgrat que produïen un augment de la viscositat, la FC romania fluida després del tractament. Aquest tractament permetia una reducció de la microbiota contaminant de la FC d'entre 2 i 3 unitats logarítmiques. L'aplicació de l'alta pressió i la posterior deshidratació per atomització permetien obtenir un producte en pols amb recomptes totals de l'ordre de 2,8 unitats logarítmiques. El color de la FC pressuritzada en pols era igual que el de la FC control deshidratada, perquè ambdues mostres presentaven la mateixa susceptibilitat a l'oxidació del grup hemo produïda per la deshidratació. L'alta pressió incrementava la susceptibilitat de l'Hb als efectes desnaturalitzants de la deshidratació, fonamentalment a pH 7 (PIE), ja que es va observar una disminució de la solubilitat proteica a pH neutre després dels 2 processos tecnològics. La FC en pols presentava una màxima capacitat escumant al PIE de l'Hb. L'aplicació del tractament HHP produïa una disminució de la capacitat escumant de la FC en pols, però no tenia efectes negatius sobre l'estabilitat de l'escuma formada. Tampoc es van observar efectes negatius del tractament HHP sobre l'activitat emulsionant de l'Hb. La màxima activitat emulsionant de l'Hb s'aconseguia amb una concentració de FC en pols de l'1,5 % a pH 7 i de l'1 % a pH 4,5. Les pastes obtingudes per escalfament de la FC presentaven característiques molt diferenciades depenent del pH. A pH neutre es formaven unes pastes dures i consistents, mentre que a pH àcid les pastes eren poc consistents, molt adhesives i més elàstiques que les anteriors. Aquestes tenien una capacitat de retenció d'aigua molt superior que les de pH 7, en les quals l'aigua quedava retinguda per capil·laritat. La textura i capacitat de retenció d'aigua de les pastes tampoc eren afectades pel tractament HHP. El tractament HHP incrementava l'activitat de la Tripsina sobre l'Hb quan el substrat i l'enzim es tractaven conjuntament i afavoria el procés d'obtenció d'hidrolitzats descolorats a partir de la FC, la qual cosa permetia assolir el mateix grau de descoloració amb una dosi d'enzim inferior. El tractament d'hidròlisi de la FC amb la utilització combinada de Tripsina seguida d'un tractament amb Pepsina permetia l'obtenció d'un hidrolitzat proteic d'Hb descolorat i hidrolitzava completament la globina, donant lloc a 2 pèptids de 10,8 i 7,4 KDa. Val a dir que també produïa un 60 80 % de nitrogen soluble en TCA, constituït fonamentalment per pèptids petits i aminoàcids lliures. Els hidrolitzats trípsics i pèpsics d'Hb, obtinguts a partir de FC no pressuritzada i deshidratats per atomització a 180ºC, eren de color blanc i tenien un contingut en humitat del 4,7 %, un 84,2 % de proteïna i 9,7 % de sals minerals. El procés d'hidròlisi permetia una reducció considerable de la contaminació de la FC, obtenint un producte en pols amb uns recomptes totals de l'ordre de 102-103 ufc·g-1. Pel que fa a la funcionalitat dels hidrolitzats d'Hb deshidratats per atomització, aquests presentaven una elevada solubilitat proteica a pH 5 i 7 i romanien solubles després d'un escalfament a 80ºC durant 30 min. Tanmateix, aquesta hidròlisi afectava molt negativament la capacitat de mantenir escumes estables i l'activitat emulsionant.

El virus de l'hepatitis C i la ribonucleasa Phumana: aspectes biològics i terapèutics

El virus de l'hepatitis C (VHC) provoca una hepatitis crònica que afecta a més de 170 milions de persones d'arreu del món. És un virus petit que es classifica dins de la família Flaviviridae i és un virus d'RNA de cadena positiva amb un genoma d'aproximadament 9.600 nucleòtids. A l'extrem 5' del genoma viral s'hi troba una regió no codificant (5'NCR) que comprèn els primers 341 nucleòtids i la seva funció està relaciona amb la traducció. Immediatament després hi ha una pauta de lectura oberta ORF que acaba en un únic codó d'aturada i codifica una poliproteïna de 3.010 aminoàcids. A continuació l'extrem 3' no codificant (3'NCR), que malgrat es desconeixen les seves funcions exactes, s'ha demostrat que és essencial per a la replicació vírica. La única poliproteïna generada és processada co- i postraduccionalment mitjançant proteases de l'hoste i víriques, donant lloc a les proteïnes estructurals (Core, E1 i E2-p7) i no estructurals (NS2-NS5B). Igual que la majoria de virus RNA, el VHC es caracteritza per tenir una taxa de mutació elevada. De fet, el genoma del virus no es pot definir com una única seqüència sinó per una població de variants molt relacionades entre sí. A aquesta manera d'organitzar la informació genètica se l'anomena quasiespècie viral i una de les seves implicacions principals és la facilitat amb què sorgeixen resistents al tractament. Els tractaments disponibles són llargs, cars, provoquen efectes secundaris considerables i només es resolen completament el 40% dels casos. Per aquesta raó es busquen altres solucions terapèutiques per combatre el virus entre les quals s'hi inclouen diferents estratègies. Una de les més innovadores i prometedores és la utilització de ribozims dirigits directament contra el genoma del virus. Aquest treball es centra en l'estudi de les noves estratègies terapèutiques basades en ribozims, concretament la ribonucleasa P. La ribonucleasa P és un ribozim que està present en tots els organismes ja que és l'enzim responsable de la maduració dels precursors d'RNA de transferència. El més interessant a nivell terapèutic és que s'ha demostrat que es pot dirigir la seva activitat cap a qualsevol RNA utilitzant una seqüència guia d'RNA que quan hibrida amb l'RNA diana, l'híbrid imita l'estructura secundària del substrat natural. En el cas del VHC, s'han estudiat ribozims dependents de seqüència (ribozims derivats d'RNAs satèl·lits i de viroides de plantes), sempre dirigits contra la regió més conservada del virus per evitar una disminució de l'eficiència del ribozim deguda a la variació de la diana. La ribonucleasa P és una endonucleasa d'activitat molt específica i es diferencia dels altres ribozims naturals en el sistema de reconeixement del substrat, reconeix elements estructurals i no de seqüència. L'objectiu final del treball és tallar in vitro l'RNA del VHC aprofitant la propietat que presenta aquest ribozim de reconèixer elements estructurals i no de seqüència ja que per a un mateix nombre de seqüències, el nombre d'estructures viables que pot adoptar l'RNA genòmic és molt més petit i per tant la variabilitat de la diana disminueix. S'han estudiat dos models d'RNasa P, la RNasa P humana guiada per seqüència guia externa (EGS) i l'RNA M1 de l'RNasa P d'E.coli unit a la seqüència guia per l'extrem 3' (ribozim M1GS). Abans però de dirigir el ribozim, s'han estudiat l'estructura i la variabilitat d'una regió del genoma del virus ja que s'ha descrit que són factors que poden limitar l'eficiència de qualsevol ribozim. Derivat d'aquests estudis s'aporten dades sobre accessibilitat i variabilitat d'una regió interna del genoma del virus de l'hepatitis C, la zona d'unió de la regió E2/NS2 (regió 2658-2869). L'estudi d'accessibilitat revela que la regió 2658-2869 del genoma del virus conté dominis oberts i tancats i que la transició entre uns i altres no és brusca si es compara amb altres regions d'estructura coneguda (regió 5' no codificant). Els resultats dels assajos in vitro amb els dos models de RNasa P mostren que s'ha aconseguit dirigir tant la ribonucleasa P humana com el ribozim M1GS cap a una zona, predeterminada segons l'estudi d'accessibilitat, com a poc estructurada i tallar l'RNA del virus. De l'anàlisi de mutacions, però, es dedueix que la regió estudiada és variable. Tot i dirigir el ribozim cap a la zona més accessible, la variació de la diana podria afectar la interacció amb la seqüència guia i per tant disminuir l'eficiència de tall. Si es proposés una estratègia terapèutica consistiria en un atac simultani de vàries dianes.D'altra banda i derivat d'un resultat inesperat on s'ha observat en els experiments control que l'extracte de RNasa P humana tallava l'RNA viral en absència de seqüències guia externes, s'ha caracteritzat una nova interacció entre l'RNA del VHC i la RNasa P humana. Per a la identificació de l'enzim responsable dels talls s'han aplicat diferents tècniques que es poden dividir en mètodes directes (RNA fingerprinting) i indirectes (immunoprecipitació i inhibicions competitives). Els resultats demostren que la ribonucleasa P humana, i no un altre enzim contaminant de l'extracte purificat, és la responsable dels dos talls específics observats i que es localitzen, un a l'entrada interna al ribosoma (IRES) i molt a prop del codó AUG d'inici de la traducció i l'altre entre la regió codificant estructural i no estructural. La ribonucleasa P és un dels enzims del metabolisme del tRNA que s'utilitza per identificar estructures similars al tRNA en substrats diferents del substrat natural. Així doncs, el fet que la ribonucleasa P reconegui i talli el genoma del VHC en dues posicions determinades suggereix que, a les zones de tall, el virus conté estructures semblants al substrat natural, és a dir estructures tipus tRNA. A més, tot i que el VHC és molt variable, els resultats indiquen que aquestes estructures poden ser importants per el virus, ja que es mantenen en totes les variants naturals analitzades. Creiem que la seva presència podria permetre al genoma interaccionar amb factors cel·lulars que intervenen en la biologia del tRNA,particularment en el cas de l'estructura tipus tRNA que es localitza a l'element IRES. Independentment però de la seva funció, es converteixen en unes noves dianes terapèutiques per a la RNasa P. S'ha de replantejar però l'estratègia inicial ja que la similitud amb el tRNA les fa susceptibles a l'atac de la ribonucleasa P, directament, en absència de seqüències guia externes.

Estabilitat conformacional de variants de la ribonucleasa A: pressió i temperatura com a inductors dels desplegament proteic

A fi d'analitzar la contribució de la regió C-terminal proposada com a iniciadora del plegament (CFIS 106-118) a l'estabilitat de l'RNasa A, els residus alifàtics d'aquesta regió es van substituir, mitjançant mutagènesi dirigida, per altres residus en els quals la cadena lateral alifàtica era rogressivament escurçada. La major part de les substitucions projectades suposaven delecions no disruptives de grups metil(è). A més, es va reemplaçar la Tyr115 per un Trp, de manera que, potencialment, s'introduïa una única sonda fluorescent, no desestabilitzant, per tal de seguir els canvis conformacionals que es poguessin generar en la regió durant el procés de legament/desplegament de la proteïna. Tant els paràmetres cinètics, com els espectres d'FTIR i CD, determinats per cadascuna de les ribonucleases variants, indiquen que els reemplaçaments aminoacídics efectuats presenten, en general, poc o cap efecte en l'estructura nativa i en l'activitat de l'enzim. Es va emprar l'espectroscòpia d'absorció a l'ultraviolat de quarta derivada, la fluorescència (per la variant amb Trp) i l'espectroscòpia d'infraroig per transformada de Fourier, per tal de seguir i caracteritzar, en condicions d'equilibri, les transicions conformacionals de cada variant en funció de la pressió i de la temperatura. Els resultats es van comparar amb els que es van obtenir per la proteïna salvatge. Per determinar més a fons les característiques del procés de desplegament de la variant Y115W, les transicions de desnaturalització induïdes per urea d'aquesta variant i de la proteïna salvatge, van ésser examinades per mitjà d'electroforesi en gradient d'urea i espectroscòpia de fluorescència. Curiosament, els canvis conformacionals que resulten de la desnaturalització per pressió són molt semblants als que s'obtenen per temperatura. Enfront d'un augment gradual tant de pressió com de temperatura, l'estructura terciària i els elements d'estructura secundària de les proteïnes estudiades es perden de manera conjunta i reversible. Aquestes variacions estructurals que es promouen descriuen un procés de desplegament molt cooperatiu i en dos estats. Atès que ambdues tècniques (UV i FTIR) utilitzen cadascuna un règim de concentració proteica molt diferent, els resultats indiquen que el procés de desplegament per pressió i per temperatura és intramolecular. Els resultats obtinguts suggereixen que la hidrofobicitat i el volum de les cadenes laterals del CFIS, juntament amb les interaccions de van der Waals entre elements d'estructura secundària intervenen de manera molt notable en l'estabilització de la proteïna. Entre els diferents aminoàcids alifàtics que pertanyen al CFIS C-terminal, la Val108 és el residu més important per tal de preservar la integritat estructural de l'estat natiu. Els reemplaçaments en aquesta posició causen petites alteracions conformacionals i una gran desestabilització de la proteïna (per exemple, el punt mig de la transició de desnaturalització per pressió i per temperatura de la variant V108G disminueix uns 592 MPa i 25ºC, respectivament, respecte a la proteïna salvatge). D'acord amb els resultats obtinguts, la variant Y115W ofereix una sonda útil per tal de seguir la cinètica de plegament/desplegament de l'RNasa A.