INQUIMAE   12526
INSTITUTO DE QUIMICA, FISICA DE LOS MATERIALES, MEDIOAMBIENTE Y ENERGIA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Impacto de la unión de lactosa en la estructura y termoestabilidad de Galectina-1
Autor/es:
DI LELLA, SANTIAGO; MARTÍ, MARCELO ADRIÁN; DÍAZ RICCI, JUAN CARLOS; RABINOVICH, GABRIEL ADRIÁN; ESTRIN, DARÍO ARIEL; ÁLVAREZ, ROSA MARÍA SUSANA
Lugar:
Salta, Argentina
Reunión:
Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2009
Institución organizadora:
Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica
Resumen:
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La
unión entre biomoléculas es un proceso fundamental en bioquímica.
En particular interesante resulta la unión entre lectinas y
azúcares, siendo una de las más específicas que se conocen, y
presentándose como un mecanismo para el reconocimiento celular, de
trascendencia en numerosos procesos fisiológicos. En los últimos
años, las galectinas, una familia de lectinas que unen residuos
galactosil terminales, se han estudiado en vistas de su papel en
diversos procesos inmunológicos e inmunopatológicos.
Galectina-1
(Gal-1) es un miembro de esta familia, expresada en gran variedad de
tejidos en numerosas especies, entre ellas la humana. Se trata de un
polipéptido de 134 aminoácidos, que se halla en equilibrio con su
forma homodimérica, y posee una región denominada dominio de
reconocimiento de carbohidratos involucrando, al menos, los residuos
40 al 73.
En
este trabajo se estudia el fenómeno de unión del disacárido
lactosa a Gal-1, y las consecuencias que éste trae en la estructura
y termoestabilidad de la proteína.
Para
ello, se utilizan complementariamente dos técnicas: una
experimental, la espectroscopía ultravioleta Raman resonante (UVRR),
y otra teórica, las simulaciones clásicas de dinámica molecular
(DM).
En
primer lugar, se tomaron espectros UVRR de Gal-1 libre y unida a
lactosa, con excitación a 204 nm. Mediante la evaluación de las
bandas características de estructura secundaria Amida I, III, III,
Cα-H, y las
correspondientes a los residuos aromáticos tirosina y triptofano, se
analizaron los cambios estructurales que se suceden con la unión del
ligando. El estudio de las variaciones en intensidad, forma y
posición de estas bandas permitió establecer que la unión de
lactosa a Gal-1 provoca sólo cambios menores en la estructura
secundaria de Gal-1. Por otra parte, se tomaron espectros a
temperaturas crecientes tanto para Gal-1 libre como para el complejo
Gal-1-lactosa, de modo de evaluar el impacto de la formación
complejo en la estabilidad frente a la temperatura. Estos
experimentos permitieron establecer que la estructura del complejo
Gal-1-lactosa se mantiene inviariable a temperaturas mayores que
Gal-1.
Con
el objeto de ofrecer un fundamento de los determinantes moleculares
de tal observado incremento en la termoestabilidad, se realizaron
simulaciones de DM para los sistemas Gal-1 libre y Gal-1-lactosa. A
continuación, se efectuó un análisis estructural y termodinámico
para ambos sistemas, que involucra el conocimiento de importantes
parámetros tales como cambios en las energías libre de unión, de
solvatación, y las entropías conformacionales.
Los
resultados que se presentan en este trabajo permiten concluir que la
unión delactosa al dominio de reconocimiento de carbohidratos de
Gal-1 no afecta globalmente la estructura de la misma, mas sí a la
región específica de unión al azúcar. Aún así, se observa un
incremento en la termoestabilidad del sistema a partir de dicha
unión. El análisis termodinámico elaborado ofrece detalles acerca
de las componentes energéticas y estructurales que determinan tales
cambios.