Descripción del proyecto
LOS METODOS DE CARACTERIZACION FISICA SE APLICAN A BIOMOLECULAS PARA DESCUBRIR SUS PROPIEDADES Y COMPRENDER LOS PROCESOS EN LOS QUE ESTAN INVOLUCRADAS. CLARAMENTE, COMPRENDER LAS BASES MOLECULARES DE LOS PROCESOS BIOLOGICOS, YA SEAN FISIOLOGICOS O PATOLOGICOS, ESTABLECE LOS PRINCIPIOS PARA REPRODUCIRLOS EN POSIBLES APLICACIONES (POR EJEMPLO, MATERIALES BIOINSPIRADOS) O PARA EL TRATAMIENTO Y CURA DE ENFERMEDADES. DE HECHO, EL CAMPO DE APLICACIONES DE LA FISICA SE EXPANDE CADA VEZ MAS POR EL DE CIENCIAS DE LA SALUD Y DE LA VIDA, INCLUIDAS LA BIOTECNOLOGIA, LA INDUSTRIA FARMACEUTICA Y LA MEDICINA REGENERATIVA, ENTRE OTRAS.LA ESTRUCTURA MOLECULAR SE RECONOCE COMO UNA CARACTERISTICA MUY IMPORTANTE PARA DEFINIR LA FUNCION BIOMOLECULAR. EL PARADIGMA ES QUE LA SECUENCIA PROTEICA DEFINE LA ESTRUCTURA, Y LA ESTRUCTURA DEFINE LA FUNCION. SIN EMBARGO EL DESCUBRIMIENTO RECIENTE DE UNA GRAN FRACCION DE PROTEINAS QUE CARECEN DE ESTRUCTURA DEFINIDA HA HECHO QUE LA COMUNIDAD CIENTIFICA SEA CONSCIENTE DE LA RELEVANCIA DE LA FLEXIBILIDAD MOLECULAR, Y DE LA CAPACIDAD DE ALGUNAS PROTEINAS PARA CAMBIAR ENTRE ESTADOS ORDENADOS Y DESORDENADOS, YA SEA POR CAMBIOS EN LAS CONDICIONES EXTERNAS O POR INTERACCION CON PAREJAS MOLECULARES. EL OBJETIVO FINAL DE LA INVESTIGACION QUE AQUI PROPONEMOS ES IDENTIFICAR LOS ASPECTOS CLAVE DEL FUNCIONAMIENTO DE LA PROTEINA CON EL FIN DE UTILIZAR, EN EL FUTURO, EL CONOCIMIENTO ADQUIRIDO PARA DIRIGIR, CONTROLAR O RESTAURAR LA FUNCIONALIDAD DE LAS BIOMOLECULAS, O PARA IMITARLO DEFINIENDO ARTIFICIALMENTE EL ENTORNO PARA QUE UN SISTEMA REALICE UNA DETERMINADA FUNCION.CON ESTA IDEA EN MENTE, PARA ESTA PROPUESTA HEMOS SELECCIONADO DOS TIPOS DE PROTEINAS, CADA UNA CORRESPONDIENTE A UNO DE LOS PARADIGMAS ANTERIORES, CUYA COMPRENSION FISICA ES RELEVANTE, NO SOLO DESDE EL PUNTO DE VISTA FUNDAMENTAL, SINO DESDE EL DE POTENCIALES APLICACIONES TECNOLOGICAS O MEDICAS. EN PRIMER LUGAR, PROPONEMOS EL ESTUDIO DE LAS ENZIMAS HEMO, UNA GRAN FAMILIA DE PROTEINAS QUE UTILIZAN EL MISMO GRUPO PROSTETICO HIERRO-PORFIRINA (HEMO) PARA REALIZAR UNA RICA VARIEDAD DE REACCIONES QUIMICAS QUE ESTAN DETERMINADAS POR EL CONTROL NANOMETRICO DEL ENTORNO DEL HEMO POR PARTE DE LA PROTEINA. DADO QUE LA ACTIVIDAD DE LA PROTEINA IMPLICA REACCIONES DE TRANSFERENCIA DE ELECTRONES, UNA IMAGEN DETALLADA DE LA DISTRIBUCION DE ELECTRONES EN EL SITIO ACTIVO PROPORCIONARA INFORMACION MECANISTICA Y SOBRE LOS DETERMINANTES ESTRUCTURALES CRUCIALES QUE LE CONFIEREN LA FUNCION. LA SEGUNDA PROPUESTA DE ESTUDIO ABORDA LA CARACTERIZACION DE LA DINAMICA ESTRUCTURAL Y LA FLEXIBILIDAD DE PROTEINAS INTRINSECAMENTE DESORDENADAS Y PROTEINAS CON DOMINIOS INTRINSECAMENTE DESORDENADOS. PARA AMBOS TIPOS DE SISTEMAS, LA HIPOTESIS DE TRABAJO ES QUE LAS PROPIEDADES RELEVANTES; ESTEN ESTAS RELACIONADAS, YA SEA CON LA ESTRUCTURA, LA DISTRIBUCION DE ESPIN O LA FLEXIBILIDAD MOLECULAR, SE ESTUDIARAN Y CARACTERIZARAN MEJOR UTILIZANDO RESONANCIA PARAMAGNETICA ELECTRONICA (EPR), YA QUE CONTIENEN CENTROS PARAMAGNETICOS O SON SUSCEPTIBLES DE ETIQUETADO DE ESPIN SITIO-DIRIGIDO. ESONANCIA PARAMAGNETICA ELECTRONICA\SONDAS DE ESPIN\FLEXIBILIDAD ESTRUCTURAL\PROTEINAS INTRINSICAMENTE DESORDENADAS\PEROXIDASAS\HEMOENZIMAS\COMPLEJO I\CITOCROMO P450\BIOCATALIZADORES\EPR