Desarrollo de una caja proteica para mejoramiento de propiedades fotofísicas de fluoróforos

SZALAI, ALAN M.; GOLDBAUM, FERNANDO; BONOMI, HERNAN R.; SOSA, SANTIAGO; STEFANI, FERNANDO D.

Congreso; XIX Encuentro de superficies y materiales nanoestructurados; 2019

El diseño racional de nano-estructuras basado en la ingeniería de moléculas biológicas es un campo tan prometedor con desafiante. En los últimos años se ha visto un creciente número de trabajo que emplean origamis de ADN como sistema de andamiaje de fluoróforos [1] tanto para el estudio de sus propiedades fotofísicas como para el desarrollo de aplicaciones nanotecnológicas. Asimismo, también se han desarrollado cajas proteicas con el fin de emplearlas como transportadoras de pequeñas moléculas. La mayoría son provenientes de partículas tipo virales (VLPs por sus siglas en ingles). En este trabajo presentamos en desarrollo de una caja proteica basada en la ingeniería de una proteína multimérica (llamada BLS) no viral. Se trata de una proteína con alta estabilidad frente a la temperatura y a desnaturalizantes químicos [2]. La misma resulta ser muy versátil: su estado de oligomerización puede ser controlado [3]; es posible funcionalizarla mediante fusión génica[4] y derivatización química. La cavidad de esta proteína es relativamente pequeña (entre 2 y 3 Å de diámetro) comparada con la mayoría de las cajas proteicas conocidas hasta ahora, por lo que la hace un interesante candidato para el confinamiento de moléculas fluorescentes de manera tal de poder transportar y mejorar las propiedades fotofísicas de las mismas. Mediante estudios bioinformáticos hemos localizado una posición en la cual era posible insertar una cisteína reactiva sin afectar a la estabilidad de plegamiento ni el autoensamblado. Luego de clonar, expresar y purificar esta mutante hemos podido unir covalentemente un fluoróforo (cy5-maleimida). Hemos estudiado sus propiedades en la caja proteica tanta cuando esta se encontraba abierta como cerrada. Encontramos que dicho fluoróforo no sólo se encuentra protegido contra quenchers sino que al cerrar la caja tanto su intensidad de fluorescencia como su tiempo de vida media aumentan cerca de un 40%.