Descripción del proyecto
LOS ENZIMAS ACTIVOS SOBRE CARBOHIDRATOS (CAZYMES) SON UNA CLASE UBICUA DE ENZIMAS QUE CATALIZAN LA BIOSINTESIS, DEGRADACION Y TRANSFORMACION DE GLICANOS, SON UN PARADIGMA CON RESPECTO AL RECONOCIMIENTO Y ESPECIFICIDAD POR SUSTRATO DEBIDO A LA GRAN DIVERSIDAD DE GLICANOS Y GLICOCONJUGADOS PRESENTES EN LA NATURALEZA, LA INFORMACION ESTRUCTURAL CODIFICADA POR LOS GLICANOS ES PARTICULARMENTE EVIDENTE EN LOS EVENTOS DE RECONOCIMIENTO MOLECULAR, COMO LAS INTERACCIONES CELULA-CELULA, LAS INTERACCIONES PATOGENO-HUESPED Y LOS EVENTOS DE SEÑALIZACION,EL PROPOSITO DEL PROYECTO ES COMPRENDER Y MODIFICAR LA ESPECIFICIDAD POR SUSTRATO DE LOS ENZIMAS OBJETIVO, A TRAVES DE LA INGENIERIA DE PROTEINAS DE CAZYMES Y LA INGENIERIA METABOLICA UTILIZANDO CAZYMES, EL OBJETIVO ES PRODUCIR GLICANOS Y GLICOCONJUGADOS ESPECIFICOS Y DE ALTO VALOR PARA APLICACIONES EN BIOTECNOLOGIA Y BIOMEDICINA,FUNDAMENTADO EN LOS PRINCIPALES LOGROS DE LOS PROYECTOS PRECEDENTES (BFU2016 GLYCO2ZYMES Y EL PROYECTO EUROPEO NANO3BIO), EL PROYECTO ACTUAL SE CENTRA EN CAZYMES COMO BIOCATALIZADORES Y COMO DIANAS TERAPEUTICAS PARA COMPRENDER LOS DETALLES MOLECULARES INVOLUCRADOS EN LA ESPECIFICIDAD POR SUSTRATO Y LA CATALISIS CON EL FIN DE:A) ATACAR LOS ENZIMAS METABOLICOS CLAVE CUANDO ESTOS ESTAN ASOCIADAS A UNA ENFERMEDAD; B) REDISEÑAR LA ESPECIFICIDAD POR SUSTRATO PARA APLICAR LOS ENZIMAS MODIFICADOS EN BIOCATALISIS PARA LA PRODUCCION DE GLICANOS BIOACTIVOS, Y C) INTRODUCIR CAZYMES EN CEPAS METABOLICAMENTE MODIFICADAS (LEVADURA, MICROALGAS) PARA LA PRODUCCION DE GLICOLIPIDOS DE ALTO VALOR, EN CONSECUENCIA, EL PROJECTO SE ORGANIZA EN DOS OBJETIVOS:OBJETIVO 1: INGENIERIA DE PROTEINAS DE CAZYMES, ESTRUCTURA-FUNCION Y BIOCATALISIS, SELECCIONANDO DIFERENTES CLASES DE ENZIMAS (DESACETILASAS DE POLISACARIDOS, GLUCOSIDASAS Y GLICOSINTASAS), NUESTRO OBJETIVO ES COMPRENDER LA ESPECIFICIDAD ENZIMATICA PARA MODULAR / MODIFICAR EL RECONOCIMIENTO DEL SUSTRATO Y CREAR BIOCATALIZADORES EFICIENTES PARA LA PRODUCCION DE GLICANOS BIOACTIVOS (QUITOOLIGOSACARIDOS CON SECUENCIA DEFINIDA, OLIGOSACARIDOS DE LECHE HUMANA Y GLICANOS QUE CONTIENEN SEPTANOSAS), ADEMAS, COMPRENDER LA ESPECIFICIDAD (EN EL CASO DE LAS DESACETILASAS DE POLISACARIDOS) PERMITIRA EVALUAR LOS ENZIMAS SELECCIONADOS COMO DIANAS TERAPEUTICAS (ANTIMICROBIANAS),OBJETIVO 2: INGENIERIA METABOLICA CON CAZYMES, PLATAFORMAS CELULARES PARA LA PRODUCCION DE GLICOLIPIDOS, UTILIZANDO BACTERIAS (E, COLI), LEVADURAS (SACCHAROMYCES CEREVISIAE) Y MICROALGAS (CHLAMYDOMONAS REINHARDTII) COMO PLATAFORMAS CELULARES, NUESTRO OBJETIVO ES INTRODUCIR GLICOSILTRANSFERASAS ESPECIFICAS PARA LA PRODUCCION DE GLICOLIPIDOS Y REDISEÑAR EL METABOLISMO PARA PROPORCIONAR/AUMENTAR LA DISPONIBILIDAD DE SUS METABOLITOS PRECURSORES, A TRAVES DE UN ENFOQUE DE "FACTORIA CELULAR", LOS GLICOLIPIDOS OBJETIVO SON ALFA-GALACTOSILCERAMIDAS Y RAMNOLIPIDOS, CON APLICACIONES COMO INMUNORREGULADORES Y COMO BIOSURFACTANTES/ANTIMICROBIANOS, RESPECTIVAMENTE,GRACIAS A LA COMPOSICION MULTIDISCIPLINAR DEL GRUPO DE INVESTIGACION, UTILIZAREMOS UN ENFOQUE INTEGRADO Y MULTIDISCIPLINARIO QUE COMBINA BIOLOGIA MOLECULAR, INGENIERIA DE PROTEINAS, INGENIERIA METABOLICA, METODOS COMPUTACIONALES Y COLABORACIONES EN CRISTALOGRAFIA DE RAYOS X PARA CUMPLIR LOS OBJETIVOS ANTERIORES QUE SE ALINEAN CON LA ESTRATEGIA ESPAÑOLA DE CIENCIA, TECNOLOGIA E INNOVACION, Y CON LOS OBJETIVOS DEL PROG, H2020: INVESTIGACION ORIENTADA CON UN CLARO IMPACTO EN EL RETO SALUD, CAMBIO DEMOGRAFICO Y BIENESTAR GLICOBIOLOGIA\INGENIERIA ENZIMATICA\INGENIERIA METABOLICA\GLICANOS\GLICOLIPIDOS\BIOPROCESOS\BIOCATALISIS\BIOLOGIA SINTETICA\DIANAS TERAPEUTICAS