Innovating Works

CNS2023-144990

Financiado
Biotecnología
LAS PROTEINAS DISEÑADAS DE NOVO PROPORCIONAN OPORTUNIDADES PARA ABORDAR DESAFIOS ACTUALES EN BIOMEDICINA Y BIOTECNOLOGIA; A TRAVES DE APLICACIONES EN BIOSENSORES, DIAGNOSTICO, PROTEINAS TERAPEUTICAS, BIOCATALISIS Y BIOLOGIA SINTET... LAS PROTEINAS DISEÑADAS DE NOVO PROPORCIONAN OPORTUNIDADES PARA ABORDAR DESAFIOS ACTUALES EN BIOMEDICINA Y BIOTECNOLOGIA; A TRAVES DE APLICACIONES EN BIOSENSORES, DIAGNOSTICO, PROTEINAS TERAPEUTICAS, BIOCATALISIS Y BIOLOGIA SINTETICA EN GENERAL. UNA DE SUS VENTAJAS ES QUE PUEDEN SUPERAR LIMITACIONES DE LAS PROTEINAS NATURALES A VARIOS NIVELES (COMO SON ESTABILIDAD, EXPRESION RECOMBINANTE, TAMAÑO, GEOMETRIA O INTERACCIONES INTERMOLECULARES). DISEÑAR PROTEINAS DE NOVO CON CAPACIDAD PARA UNIR LIGANDOS PRESENTA UN DOBLE DESAFIO: CONSTRUIR ESTRUCTURAS PROTEICAS CORRECTAMENTE PLEGADAS MIENTRAS SE ESTABILIZAN CAVIDADES COMPLEMENTARIAS AL LIGANDO OBJETIVO. AUNQUE ALGUNOS ESTUDIOS HAN DEMOSTRADO QUE ESTO ES POSIBLE, SIGUE SIENDO UN DESAFIO PENDIENTE DEBIDO AL INHERENTE EQUILIBRIO ENTRE ESTABILIDAD Y FUNCION EN PROTEINAS. IDENTIFICAR ESTRATEGIAS DE DISEÑO GENERALES PARA ESTABILIZAR PROTEINAS MANTENIENDO LA ACCESIBILIDAD A LAS CAVIDADES SERIA ESPECIALMENTE UTIL PARA FACILITAR LA INCORPORACION DE FUNCIONES DE UNION.ESTE PROYECTO PRETENDE DESARROLLAR ESTRATEGIAS DE DISEÑO PARA ESTABILIZAR SISTEMATICAMENTE LAS CAVIDADES FUNCIONALES EN DOMINIOS TIPO NTF2. TENEMOS UNA AMPLIA EXPERIENCIA EN EL DISEÑO DE NOVO DE DOMINIOS TIPO NTF2 (MARCOS E, ET AL. SCIENCE 2017), LOS CUALES SON ADECUADOS PARA LA UNION DE MOLECULAS PEQUEÑAS, YA QUE EXHIBEN BOLSILLOS CON ESTRUCTURAS CONTROLABLES CON LA CURVATURA DE UNA LAMINA BETA Y UNA TAPA DE HELICES ALFA. LA HIPOTESIS INICIAL DE ESTE PROYECTO ES QUE LOS DOMINIOS TIPO NTF2 PUEDEN ESTABILIZARSE EXPANDIENDO EL NUCLEO HIDROFOBICO A TRAVES DE LA CARA CONVEXA DE LA LAMINA BETA CURVADA, LIBERANDO RESTRICCIONES DE ESTABILIDAD EN LA OTRA CARA PARA PERMITIR LA FUNCION.MEDIANTE DISEÑO COMPUTACIONAL Y CARACTERIZACION EXPERIMENTAL, ABORDAREMOS CUATRO OBJETIVOS DIFERENTES. EN EL PRIMER OBJETIVO, ESTUDIAREMOS LA ESTABILIZACION DE DOMINIOS TIPO NTF2 MEDIANTE EL DISEÑO DE HELICES C-TERMINALES E INTERFACES HOMODIMETICAS QUE SE EMPAQUETEN EN LA CARA CONVEXA DE LA LAMINA BETA, DE MODO QUE MEJOREN LA ESTABILIDAD MIENTRAS PRESERVAN LA ACCESIBILIDAD EN LA OTRA CARA. DISEÑAREMOS COMPUTACIONALMENTE ESTAS VARIACIONES DE ESTRUCTURA, LAS PROBAREMOS EXPERIMENTALMENTE PARA DETERMINAR SUS PROPIEDADES BIOFISICAS (COMBINANDO EXPERIMENTOS DE DISPERSION DE LUZ MULTI ANGULO Y DICROISMO CIRCULAR) Y DETERMINAREMOS SUS ESTRUCTURAS MEDIANTE CRISTALOGRAFIA DE RAYOS X. EN EL SEGUNDO OBJETIVO, DISEÑAREMOS DISTINTAS CAVIDADES HIDROFOBICAS EN DOMINIOS NTF2 ESTABILIZADOS Y EVALUAREMOS SU CAPACIDAD DE UNION CON MOLECULAS HIDROFOBICAS CON FLUORESCENCIA SENSIBLE AL ENTORNO (POR EJEMPLO, PRODAN). EN EL TERCER OBJETIVO, COMO UNA PRUEBA RIGUROSA DE NUESTRAS ESTRATEGIAS, ESTABILIZAREMOS UN MONOMERO NTF2 CON ACTIVIDAD ENZIMATICA LUCIFERASA, MIENTRAS SE PRESERVA LA ACTIVIDAD ORIGINAL. LAS LUCIFERASAS SE UTILIZAN AMPLIAMENTE EN APLICACIONES DE BIOIMAGEN, YA QUE PRODUCEN LUMINISCENCIA SIN FUENTES DE LUZ EXTERNAS. EN EL CUARTO OBJETIVO, DISEÑAREMOS DE NOVO PLEGAMIENTOS NTF2 A MEDIDA DE LIGANDOS DE INTERES, INCORPORANDO NUESTROS MOTIVOS DE ESTABILIZACION, MEDIANTE METODOS DE INTELIGENCIA ARTIFICIAL DE DISEÑO. ESTAS PROTEINAS SE DISEÑARAN PARA UNIR NEUROTRANSMISORES (COMO EL CORTISOL O LA DOPAMINA), DE GRAN INTERES PARA LA MONITORIZACION DE SU DINAMICA EN NEURONAS CON BIOSENSORES GENETICAMENTE CODIFICADOS, Y A METALES (COMO EL COBRE O EL MANGANESO), TIPICAMENTE UTILIZADOS EN REACCIONES REDOX, COMO UN PRIMER PASO HACIA EL DISEÑO DE NOVO DE METALOENZIMAS. DISEÑO E INGENIERIA DE PROTEINAS\PROTEINAS DE UNION\CRISTALOGRAFIA\BIOLOGIA COMPUTACIONAL\PLEGAMIENTO DE PROTEINAS\ESTRUCTURA DE PROTEINAS ver más
01/01/2023
CSIC
200K€
Perfil tecnológico estimado

Línea de financiación: concedida

El organismo AGENCIA ESTATAL DE INVESTIGACIÓN notifico la concesión del proyecto el día 2023-01-01
Presupuesto El presupuesto total del proyecto asciende a 200K€
Líder del proyecto
AGENCIA ESTATAL CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGA... No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.
Perfil tecnológico TRL 2-3 552M