Energetics and Structural Characterization of the large-scale Functional Motion of Adenylate Kinase

Adenylate Kinase (AK) is a signal transducing protein that regulates cellular energy homeostasis balancing between different conformations. An alteration of its activity can lead to severe pathologies such as heart failure, cancer and neurodegenerative diseases. A comprehensive elucidation of the large-scale conformational motions that rule the functional mechanism of this enzyme is of great value to guide rationally the development of new medications. Here using a metadynamics-based computational protocol we elucidate the thermodynamics and structural properties underlying the AK functional transitions. The free energy estimation of the conformational motions of the enzyme allows characterizing the sequence of events that regulate its action. We reveal the atomistic details of the most relevant enzyme states, identifying residues such as Arg119 and Lys13, which play a key role during the conformational transitions and represent druggable spots to design enzyme inhibitors. Our study offers tools that open new areas of investigation on large-scale motion in proteins.

LDLR and PCSK9 Are Associated with the Presence of Antiphospholipid Antibodies and the Development of Thrombosis in aPLA Carriers

Introduction The identification of the genetic risk factors that could discriminate non-thrombotic from thrombotic antiphospholipid antibodies (aPLA) carriers will improve prognosis of these patients. Several human studies have shown the presence of aPLAs associated with atherosclerotic plaque, which is a known risk factor for thrombosis. Hence, in order to determine the implication of atherosclerosis in the risk of developing thrombosis in aPLA positive patients, we performed a genetic association study with 3 candidate genes, APOH, LDLR and PCSK9. Material & Methods For genetic association study we analyzed 190 aPLA carriers -100 with non-thrombotic events and 90 with thrombotic events-and 557 healthy controls. Analyses were performed by chi(2) test and were corrected by false discovery rate. To evaluate the functional implication of the newly established susceptibility loci, we performed expression analyses in 86 aPLA carrier individuals (43 with thrombotic manifestations and 43 without it) and in 45 healthy controls. Results Our results revealed significant associations after correction in SNPs located in LDLR gene with aPLA carriers and thrombotic aPLA carriers, when compared with healthy controls. The most significant association in LDLR gene was found between SNP rs129083082 and aPLA carriers in recessive model (adjusted P-value = 2.55 x 10(-3); OR = 2.18; 95% CI = 1.49-3.21). Furthermore, our work detected significant allelic association after correction between thrombotic aPLA carriers and healthy controls in SNP rs562556 located in PCSK9 gene (adjusted P-value = 1.03 x 10(-2); OR = 1.60; 95% CI = 1.24-2.06). Expression level study showed significantly decreased expression level of LDLR gene in aPLA carriers (P-value < 0.0001; 95% CI 0.16-2.10; SE 0.38-1.27) in comparison to the control group. Discussion Our work has identified LDLR gene as a new susceptibility gene associated with the development of thrombosis in aPLA carriers, describing for the first time the deregulation of LDLR expression in individuals with aPLAs. Besides, thrombotic aPLA carriers also showed significant association with PCSK9 gene, a regulator of LDLR plasma levels. These results highlight the importance of atherosclerotic processes in the development of thrombosis in patients with aPLA.

Impacto dos polimorfismos genéticos da enzima conversora de angiotensina sobre desfechos clínicos e ecocardiográficos em pacientes com insuficiência cardíaca não isquêmica

O papel dos polimorfismos genéticos da ECA (PGECA) na insuficiência cardíaca (IC) como preditor de desfechos clínicos e ecocardiográficos ainda não está estabelecido. É necessário identificar o perfil genotípico local para se observar se o impacto clínico desses genótipos é igual entre populações estrangeiras e a brasileira. O objetivo deste trabalho foi determinar a frequência das variantes do PGECA e sua relação com a evolução clínica de pacientes com IC de etiologia não isquêmica de uma população do Rio de Janeiro, utilizando desfechos clínicos, ecocardiográficos e do Seattle Heart Failure Model (SHFM).Para isso, realizou-se análise secundária de prontuários de 111 pacientes, acompanhados de forma prospectiva e retrospectiva, além da análise genética com identificação da variante do PGECA e sua classificação. Os pacientes foram acompanhados em média por 64,93,9 meses, tinham 59,51,3 (26-89) anos, predomínio do sexo masculino (60,4%) e da cor da pele branca (51,4 %), mas com alta prevalência de pretos (36 %). A distribuição do PGECA observada foi: 51,4 % DD, 44,1 % DI e apenas 4,5 % II. Hipertensão arterial foi a comorbidade mais frequentemente observada (70,3 %). O tratamento farmacológico estava bastante otimizado: 98,2 % em uso de betabloqueadores e 89,2 % em uso de inibidores da ECA ou losartana. Nenhuma das características clínicas ou do tratamento medicamentoso variou entre os grupos. Cerca de metade da coorte (49,5 %) apresentou fração de ejeção de VE (FEVE) ≤35 %. O diâmetro sistólico do VE (DSVE) final foi a única variável ecocardiográfica isolada significativamente diferente entre os PGECA: 59,21,8 DD x 52,31,9 DI x 59,25,2 (p=0,029). Quando analisadas de maneira evolutiva, todas as variáveis (FEVE, DSVE e DDVE) diferiram de maneira significativa entre os genótipos: p=0,024 para ∆FE, p=0,002 para ∆DSVE e p=0,021 para ∆DDVE. O genótipo DI se associou ao melhor parâmetro ecocardiográfico (aumento de FEVE e diminuição de diâmetros de VE), enquanto que o DD e II apresentaram padrão inverso. Os valores derivados do SHFM (expectativa de vida, mortalidade em um ano e mortalidade em cinco anos) não variaram de forma significativa entre os genótipos, mas notou-se um padrão com o DD associado a piores estimativas, DI a estimativas intermediárias e II a valores mais benignos. Não houve diferença significativa entre desfechos clínicos isolados (óbitos: p=0,552; internação por IC: p=0,602 e PS por IC: p=0,119) ou combinados (óbitos + internação por IC: p=0,559). Na análise multivariada, o peso alelo D foi preditor independente da variação do DSVE (p=0,023). Em relação aos preditores independentes de óbito + internação por IC, foram identificados classe funcional NYHA final (p=0,018), frequência cardíaca final (p=0,026) e uso de furosemida (p=0,041). Em suma, a frequência alélia e das variantes do PGECA foram diferentes da maioria do estudos internacionais. O alelo D foi associado de forma independente à pior evolução ecocardiográfica. Não houve diferenças significativas em relação aos parâmetros derivados do SHFM, embora o genótipo II pareça estar associado com o melhor perfil clínico. Por último, não houve diferenças em relação aos desfechos clínicos entre os PGECA.