L´onconasa com a model per l´estudi de les bases moleculars de la citotoxicitat de les ribonucleases pancreàtiques. Aplicacions a la construcció de ribonucleases amb activitat antimicrobiana

La primera part d'aquest treball s´ha centrat en la caracterització i optimització del procés d'activació de l´onconasa recombinant per tal d'obtenir l´enzim igual a la forma nativa. Per això, les reaccions d'eliminació de la Met-1 i la ciclació de la Glu1, necessàries per generar el piroglutamic han estat seguides per MALDI-TOF MS. La segona part d´aquest treball s´ha centrat en l´estudi de la contribució del pont disulfur 30-75 de l´onconasa a les seves propietats biològiques. Els resultats suggereixen que el potencial redox del citosol cel·lular podria reduir el pont disulfur 30-75 de l´onconasa salvatge afectant la unió onconasa -inhibidor proteic de ribonucleases. La tercera part ha consistit en la construcció de variants de l´HP-RNasa i onconasa amb activitat bactericida. Per això, s´ha introduït el determinant bactericida (YRWR) descrit per la proteïna catiònica d'eosinòfils en els dos enzims. Els resultats obtinguts han evidenciat que les dues ribonucleases amb el determinant bactericida presenten activitat citotòxica contra bacteris gram-negatius preferentment.

Producció i caracterització de variants de la ribonucleasa pancreàtica humana dissenyades per a adquirir propietats citotòxiques

Amb la finalitat d'aprofundir en les bases moleculars de la citotoxicitat de les ribonucleases pancreàtiques, es van construir variants derivades de l'HP-RNasa seguint dues estratègies. En la primera, es van generar variants de l'enzim resistents a l'acció de l'inhibidor proteic de les ribonucleases (hRI), substituint residus implicats en la interfície de contacte entre la ribonucleasa i l'hRI. En la segona, es va addicionar el motiu RGD en regions de superfície de la proteïna implicades en la formació del complex amb l'hRI, a fi de promoure la seva interacció amb la membrana plasmàtica de les cèl·lules i a la vegada disminuir l'afinitat de les variants per l'hRI. Es va comprovar que només les variants portadores de substitucions múltiples adquirien la capacitat de resistència a l'hRI. L'estudi del percentatge d'inhibició de la síntesi proteica en cèl·lules incubades amb cadascuna de les variants va mostrar que només dues de les variants construïdes havien adquirit propietats citotòxiques. La citotoxicitat més elevada la va presentar una variant que no era resistent a l'hRI, amb valors que eren només entre 5 i 15 vegades inferiors als de l'onconasa. Aquest resultat demostrà que la sensibilitat a l'hRI no és necessàriament un paràmetre limitant per a la citotoxicitat de les ribonucleases. Cap de les variants que incorporava un motiu RGD presentà citotoxicitat, evidenciant que aquest motiu no és efectiu a fi de dotar les ribonucleases pancreàtiques de propietats citotòxiques. Es van estudiar les bases moleculars de la citotoxicitat de la variant més citotòxica. En primer lloc, l'anàlisi de la internalització per marcatge radioactiu d'aquesta variant en relació amb l'onconasa i amb altres variants de l'HP-RNasa no citotòxiques, va posar en evidència que només l'onconasa era internalitzada eficientment. Es descartava així la possibilitat que l'acció citotòxica de l'enzim estudiat fos conseqüència d'una major eficiència d'endocitosi. També es va comprovar que l'addició del motiu RGD no era capaç de promoure la internalització de les proteïnes amb més eficàcia. Per microscòpia confocal de fluorescència, les variants humanes només es van començar a detectar a l'interior de la cèl·lula a partir de les 24 h d'incubació. Totes les variants generades van presentar una eficiència catalítica superior al 50 % de l'activitat de la seva proteïna parental, PM5, indicant que probablement l'estructura del centre actiu no havia estat afectada de manera dràstica per les substitucions introduïdes. No obstant, en tots els casos es va produir una disminució en la termoestabilitat respecte a PM5. Aquest resultat indicà que la correlació descrita a la bibliografia entre l'increment de termoestabilitat i l'increment de citotoxicitat per les ribonucleases no sempre es compleix. Per microscòpia confocal es va comprovar que tant la proteïna més citotòxica, com una variant no citotòxica resistent a l'hRI, així com la proteïna parental, seguien la via de degradació lisosomal. Aquesta ruta de trànsit no va ser afectada per l'addició de drogues que alteren les vies de trànsit retrògrad (monensina i brefeldina A), però sí per l'addició de la bafilomicina A1, una droga que neutralitza el pH endosomal i que va actuar alentint el trànsit de les proteïnes als lisosomes. D'acord amb aquests resultats, els valors de citotoxicitat de les variants es van incrementar de manera significativa només en presència de bafilomicina A1, suggerint que les ribonucleases transloquen al citoplasma a partir d'algun punt de la via de trànsit endosomal. Es va comprovar que l'acció de la variant més citotòxica era deguda a que l'addició d'un segon motiu de tres Arg en PE5 dota a aquesta proteïna amb un senyal de transport nuclear. La fracció d'enzim que aconsegueix translocar al citoplasma a partir d'algun punt de la via endosomal previ als lisosomes, és conduït ràpidament al nucli de la cèl·lula per mitjà del mecanisme clàssic de transport actiu. Per la seva afinitat amb l'rRNA, l'enzim es concentra en el nuclèol, on probablement duu a terme la seva activitat catalítica. La interacció d'aquesta variant amb els receptors nucleocitoplasmàtics, les importines, impediria per altra banda el bloqueig de l'enzim per part de l'hRI. Els resultats obtinguts presenten una nova estratègia de disseny de ribonucleases citotòxiques, basada en l'addició de segments NLS a fi de promoure el transport nuclear dels enzims. Aquesta estratègia podria permetre superar limitacions que fins al moment han estat descrites com a limitants de la citotoxicitat de les ribonucleases pancreàtiques, com la sensibilitat a l'hRI o la baixa eficiència d'internalització.

Caracterització estructural de Ribonucleases humanes

Les dues proteïnes estudiades en aquest treball (ECP o RNasa 3 i RNasa 1ΔN7) pertanyen a la superfamília de la RNasa A i resulten d'especial interès per la seva potencial aplicació en la teràpia i/o diagnòstic del càncer. A més de la seva capacitat ribonucleolítica, l'ECP presenta d'altres activitats, com l'antibacteriana, l'helmintotòxica o la citotòxica contra cèl·lules i teixits de mamífers. Per la RNasa 1 de tipus pancreàtic expressada per les cèl·lules endotelials humanes també s'ha proposat un paper defensiu. La RNasa 1ΔN7, en canvi, no presenta aquest tipus d'accions biològiques, si bé cal destacar la menor afinitat que exhibeix enfront el seu inhibidor específic en relació a d'altres membres de la família. Tant l'ECP com la RNasa 1ΔN7 s'han cristal·litzat emprant la tècnica de la difusió de vapor en gotes penjants, i s'han determinat les seves estructures tridimensionals (3D) mitjançant el mètode del reemplaçament molecular. Per l'afinament de les estructures s'han usat dades fins a 1,75 i 1,90 Å respectivament. Ambdòs molècules exhibeixen el plegament típic  +  que caracteritza a tots els membres de la superfamília de la RNasa A. Tanmateix, les diferències que mostren en comparació amb l'estructura d'altres RNases permeten explicar, d'una banda, la baixa activitat ribonucleolítica d'aquests enzims i, de l'altra, les seves peculiaritats funcionals.

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.

Thermolabile ribonucleases from antarctic psychrotrophic bacteria: detection of the enzyme in various bacteria and purification from Pseudomonas fluorescens

Thirteen terrestrial psychrotrophic bacteria from Antarctica were screened for the presence of a thermolabile ribonuclease (RNAase-HL). The enzyme was detected in three isolates of Pseudomonas fluorescens and one isolate of Pseudomonas syringae. It was purified from one P. Fluorescens isolate and the molecular mass of the enzyme as determined by SDS-PAGE was 16 kDa. RNAase-HL exhibited optimum activity around 40 degrees C at pH 7.4. It could hydrolyse Escherichia coli RNA and the synthetic substrates poly(A), poly(C), poly(U) and poly(A-U). Unlike the crude RNAase from mesophilic P. Fluorescens and pure bovine pancreatic RNAase A which were active even at 65 degrees C, RNAase-HL was totally and irreversibly inactivated at 65 degrees C.

Influencia de la fertilización nitrogenada y del inhibidor de nitrificación sobre el comportamiento de las malezas y el cultivo de arroz (Oryza sativa L.) var. Altamira-7

Con la finalidad de determinar la influencia de diferentes dosis de Nitrógeno y del Inhibidos CMP (1carbamyl, . (5) methyl pirazole), sobre el crecimiento, desarrollo y rendimientos de arroz (Oriza sativa L.) var. Altamira 7 y el comportamiento de las malezas, se llevó a cabo de Septiembre de 1988 a febrero de 1989 un. Experimento con un diseño de Bloques completó al Azar con 10 tratamientos (0 N. 60N, 60N + 6CMP, 60N +8CMP, 40N+40N, 80N, 80N+6CMP, 80N+BCMP. 60N, 120N, kg/ha bajo condiciones de aniego en la estación experimental El zona jal, Boaco, V Región. Los resultados demuestran que los tratamientos con el inhibidor CMP disminuyen la abundancia de malezas y con aplicaciones fraccionadas de Nitrógeno, se reduce la dominancia de las mismas. No se presentó diferencia significativa en altura y ahogamiento con la adición de las distintas dosis de fertilizantes presentándose un efecto similar de los tratamientos en la biomasa del cultivo: los factores como longitud de panícula, número de ramillas, peso de mil granos y población de panícula no representan diferencia estadísticas, para el rendimiento de grano en grasa se obtuvo un efecto positivo en los tratamientos con nitrógeno fraccionado seguido por los de nitrógeno más inhibidos CMP.

Efecto de diferentes dosis de nitrógeno y del inhibidor CMP sobre el comportamiento del arroz (Oryza sativa L.) var. Altamira-7 y la dinámica de las malezas

El presente trabajo se realizó en el Centro Experimental El Zonajel en el municipio de San Lorenzo Boaco, V Región; con la finalidad de determinar el efecto de diferentes dosis de nitrógeno y del inhibidor CMP ( 1 Carbamyl, 3-5 methyl pirazole) sobre el comportamiento del Arroz (Oryza sativa , L) variedad “Altamira 7” y la dinámica de las malezas; el periodo de evaluación se llevó a cabo de Septiembre de 1989 a Enero de 1990 en un diseño de bloques completos al azar con 14 tratamientos (15N +30N, 30N+60Nm 45N 90N, 22.5N+22.5, 45N+45N, 45N, 90N, 60N+6CMP, 80N+6CMO. 60N+8CMP, 80N +8CMP. 0N y 8CMP kg./ha.) bajo aniego. Los resultados indican que los tratamientos con el inhibidor CMP reducen la abundancia de malezas. Aunque estos a la vez aumentan la dominancia de las mismas. Altamira 7 respondió significativamente a la aplicación de nitrógeno dado que se notaron incrementos en la altura, ahijamiento y biomasa del cultivo, no encontrándose diferencias significativas entre los tratamientos con fertilizantes nitrogenados. Los resultados similares se obtuvieron en población de panícula y longitud de panícula: En cuanto al peso de mil semillas no hubo diferencias marcadas entre los tratamientos. Respecto al rendimiento quedo demostrado que las dosis de fertilizantes nitrogenados entre 60y 80 kg/ha responden a las necesidades de este nutriente para Altamira 7.

The Role of Small RNAs and Ribonucleases in the Control of Gene Expression in Salmonella Typhimurium

Dissertation presented to obtain the Ph.D degree in Biology

Utilidad de la nifedipina como inhibidor de la actividad uterina en embarazos de pretérmino [por] Enrique Campos Sanmiguel

Tesis (Especialista en Ginecología y Obstetricia) U.A.N.L.

Identificación del factor inhibidor de la activación de macrófagos presente en el líquido de ascitis del tumor L5178Y por Rebeca Palacios Corona

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Inmunobiología) U.A.N.L.

Characterization of cytotoxic ribonucleases: from the internalization pathway to the importance of dimeric structures

En aquesta tesi s'ha caracteritzat la ruta d'internalització de l'onconasa, una RNasa citotòxica. Els resultats indiquen que l'onconasa entra a les cèl·lules per la via dependent de clatrina i del complex AP-2. Seguidament es dirigeix als endosomes de reciclatge i es a través d'aquesta ruta que la proteïna exerceix la citotoxicitat. Per altra banda, els resultats d'aquest treball demostren que PE5, una variant citotòxica de la ribonucleasa pancreàtica humana (HP-RNasa), interacciona amb la importina  mitjançant diferents residus que tot i que no són seqüencials, es troben propers en l'estructura tridimensional d'aquesta proteïna. PM8 és una HP-RNasa amb estructura cristal·logràfica dimèrica constituïda per intercanvi de dominis N-terminals. En aquesta tesi s'han establert les condicions per estabilitzar aquest dimer en solució i també es proposa un mecanisme per la dimerització.

Lipidic and proteic absorption in digestive tract of tropical fat snook (Centropomus parallelus, POEY 1860)

The tropical fat snook Centropomus parallelus is a species of recognized ecological importance and with a high economical potential for fisheries and aquaculture. The investigations of digestive tube morphology in association with their feeding abilities are fundamental to improve techniques for aquaculture feeding procedures. Sudan black staining and Perl`s method were used to evaluate their absorption capacity of fat and protein respectively. The Sudan black stain was performed 12 h after the ingestion of lipids. The lipids are intensely absorbed in the ceca epithelium and less intensely in the intestine and rectum. The Perl`s method was performed 12 h after the ingestion of ferritin. The proteins are absorbed only in the rectum. This is the first description of fat and protein absorption ability by the digestive tube of fat snook. These data enhance the possibility of the addition of macromolecules in rations that can show a diversity of physiological effects. The histological implications of each segment of the digestive tube in association with fish biology are further discussed. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Swapping structural determinants of ribonucleases: an energetic analysis of the hinge peptide 16-22.

Bovine seminal ribonuclease (BS-RNase) is a homodimeric enzyme strictly homologous to the pancreatic ribonuclease (RNase A). Native BS-RNase is an equilibrium mixture of two distinct dimers differing in the interchange of the N-terminal segments and in their biological properties. The loop 16-22 plays a fundamental role on the relative stability of the two isomers. Both the primary and tertiary structures of the RNase A differ substantially from those of the seminal ribonuclease in the loop region 16-22. To analyze the possible stable conformations of this loop in both enzymes, structure predictions have been attempted, according to a procedure described by Palmer and Scheraga [Palmer, K. A. & Scheraga, H. A. (1992) J. Comput. Chem. 13, 329-350]. Results compare well with experimental x-ray structures and clarify the structural determinants that are responsible for the swapping of the N-terminal domains and for the peculiar properties of BS-RNase. Minimal modifications of RNase A sequence needed to form a stable swapped dimer are also predicted.