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PID2021-124534OB-I00

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EXPLORACION E INGENIERIA DE NUEVAS FUNCIONALIDADES EN PROTEINAS

LAS PROTEINAS LLEVAN A CABO MUCHAS DE LAS TAREAS MOLECULARES ESENCIALES PARA LA VIDA. TIPICAMENTE, CADA PROTEINA ESTA ESPECIALIZADA EN UNA TAREA MOLECULAR CONCRETA O EN UN CONJUNTO DE TAREAS MOLECULARES RELACIONADAS ENTRE SI. AUN... ver más

01/01/2021

UGR

315K€

Presupuesto del proyecto: 315K€

Líder del proyecto

UNIVERSIDAD DE GRANADA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 5511

Fecha límite participación Sin fecha límite de participación.

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Líder del proyecto

UNIVERSIDAD DE GRANADA No se ha especificado una descripción o un objeto social para esta compañía.

Total investigadores 5511

Presupuesto del proyecto 315K€

Fecha límite de participación Sin fecha límite de participación.

Descripción del proyecto LAS PROTEINAS LLEVAN A CABO MUCHAS DE LAS TAREAS MOLECULARES ESENCIALES PARA LA VIDA. TIPICAMENTE, CADA PROTEINA ESTA ESPECIALIZADA EN UNA TAREA MOLECULAR CONCRETA O EN UN CONJUNTO DE TAREAS MOLECULARES RELACIONADAS ENTRE SI. AUN ASI, NUEVAS FUNCIONALIDADES PUEDEN SURGIR DURANTE LA EVOLUCION O COMO RESULTADO DE INGENIERIA DE PROTEINAS DIRIGIDA A LA MEJORA DE PROPIEDADES CON RELEVANCIA BIOTECNOLOGICA. ABORDAREMOS DOS PROBLEMAS IMPORTANTES EN ESTE CONTEXTO, (I) LA EVOLUCION Y LA INGENIERIA DE ACTIVIDADES ENZIMATICAS DE NOVO (ACTIVIDADES TOTALMENTE NUEVAS), UN PROBLEMA FUNDAMENTAL SIN RESOLVER EN INGENIERIA DE PROTEINAS, Y (II) LOS MECANISMOS DE SURGIMIENTO DE NUEVAS INTERACCIONES BIOMOLECULARES VIRUS-HUESPED, UNA DEFICIENCIA BASICA EN NUESTRA COMPRENSION DE LA TRANSMISION VIRAL. EN RELACION CON EL PRIMER PROBLEMA, PLANTEAMOS QUE, DADO QUE LAS PROTEINAS MODERNAS SUELEN ESTAR MUY ALTAMENTE ESPECIALIZADAS, PROTEINAS ANCESTRALES CON PROPIEDADES ADECUADAS PUEDEN PROPORCIONAR MEJORES PUNTOS DE PARTIDA PARA LA GENERACION DE NUEVAS FUNCIONALIDADES. ESTA HIPOTESIS ESTA APOYADA POR NUESTROS ESTUDIOS RECIENTES SOBRE LA ALTA ESTABILIDAD Y LA FLEXIBILIDAD CONFORMACIONAL DE PROTEINAS ANCESTRALES RESUCITADAS [RISSO ET AL. (2017) NAT. COMMUN. 8:16113; RISSO ET AL., (2020) CHEM. SCI. 11:6314-6148; GAMIZ-ARCO ET AL. (2021) NAT. COMMUN. 2:389; MODI ET AL. (2021) NAT. COMMUN. 12:1852]. PREPARAREMOS BIBLIOTECAS DE VARIANTES DE PROTEINAS ANCESTRALES Y LAS CRIBAREMOS USANDO UN CONJUNTO REPRESENTATIVO DE REACCIONES MODELO, MIENTRAS QUE, EN COLABORACION CON LA SECCION DISCOVERY SCIENCES AND PHARMACEUTICAL SCIENCES DE ASTRA ZENECA, TESTEAREMOS ESTAS BIBLIOTECAS DE VARIANTES PROTEICAS FRENTE A BIBLIOTECAS DE COMPUESTOS QUIMICOS DE INTERES BIOTECNOLOGICO. ADEMAS, EXPLORAREMOS EL SURGIMIENTO DE NUEVAS FUNCIONALIDADES ENZIMATICAS IN VIVO MEDIANTE LA COMPLEMENTACION DE CEPAS KNOCKOUT PREVIAMENTE CARACTERIZADAS. LAS NUEVAS ACTIVIDADES OBTENIDAS SE OPTIMIZARAN MEDIANTE EVOLUCION DIRIGIDA Y SE CARACTERIZARAN A NIVEL BIOQUIMICO, BIOFISICO Y ESTRUCTURAL, AL OBJETO DE CONTRIBUIR A LA IDENTIFICACION DE FACTORES QUE DETERMINAN LA CATALISIS ENZIMATICA. EN RELACION AL SEGUNDO PROBLEMA, PLANTEAMOS QUE LA SORPRENDENTE CAPACIDAD DE LOS VIRUS PARA ESTABLECER INTERACCIONES BIOMOLECULARES EN UN NUEVO HUESPED SE RELACIONA, AL MENOS EN PARTE, CON LA DIVERSIDAD DE VARIANTES PROTEICAS QUE APARECEN COMO CONSECUENCIA DE ERRORES DE TRANSCRIPCION. ESTA DIVERSIDAD PUEDE PERMITIR LA ADAPTACION VIRAL, YA QUE INTERACCIONES BIOMOLECULARES CRITICAS SOLO NECESITAN OCURRIR UNAS POCAS VECES POR CELULA DEL HUESPED PARA PERMITIR LA PROPAGACION. ESTA HIPOTESIS SURGE DE NUESTRO TRABAJO RECIENTE [LUZON-HIDALGO ET AL. (2021) ISCIENCE 24:102257] SOBRE LA EVOLUCION DEL FAGO T7, UN VIRUS CON GENOMA BASADO EN DNA. SIN EMBARGO, PLANTEAMOS QUE TAMBIEN APLICA A VIRUS CON GENOMA BASADO EN RNA, COMO ES EL CASO DEL SARS-COV-2, EN EL QUE LOS RNA SUBGENOMICOS NO SE ENCAPSULAN EN EL VIRION Y SIRVEN COMO RNA MENSAJERO PARA LOS GENES DOWNSTREAM. UNO DE TALES GENES ES EL QUE CODIFICA LA ESPICULA (SPIKE), RESPONSABLE DE LA UNION DEL VIRION AL RECEPTOR DE LA CELULA DEL HUESPED, LA ENZIMA CONVERTIDORA DE ANGIOTENSINA 2 (ACE2). USAREMOS ENFOQUES DE CONSENSO EN SECUENCIACION DE ALTO RENDIMIENTO (NGS) PARA DETERMINAR LA ESTADISTICA DE ERRORES DE TRANSCRIPCION PARA EL GEN DE LA ESPICULA Y EXPLORAREMOS LA POSIBILIDAD DE QUE LA CORRESPONDIENTE DIVERSIDAD FACILITE SU INTERACCION CON RECEPTORES ACE2 DE DIFERENTES ESPECIES. ROTEINAS ANCESTRALES\SECUENCIACION DE ALTO RENDIMIENTO\EVOLUCION VIRAL\EVOLUCION MOLECULAR\ENZIMAS DE NOVO\INGENIERIA DE PROTEINAS

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