Evolutionary and Functional Relationships in the Truncated Hemoglobin Family

Predicting function from sequence is an important goal in current biological research, and although, broad functional assignment is possible when a protein is assigned to a family, predicting functional specificity with accuracy is not straightforward. If function is provided by key structural properties and the relevant properties can be computed using the sequence as the starting point, it should in principle be possible to predict function in detail. The truncated hemoglobin family presents an interesting benchmark study due to their ubiquity, sequence diversity in the context of a conserved fold and the number of characterized members. Their functions are tightly related to O2affinity and reactivity, as determined by the association and dissociation rate constants, both of which can be predicted and analyzed using in-silico based tools. In the present work we have applied a strategy, which combines homology modeling with molecular based energy calculations, to predict and analyze function of all known truncated hemoglobins in an evolutionary context. Our results show that truncated hemoglobins present conserved family features, but that its structure is flexible enough to allow the switch from high to low affinity in a few evolutionary steps. Most proteins display moderate to high oxygen affinities and multiple ligand migration paths, which, besides some minor trends, show heterogeneous distributions throughout the phylogenetic tree, again suggesting fast functional adaptation. Our data not only deepens our comprehension of the structural basis governing ligand affinity, but they also highlight some interesting functional evolutionary trends.Fil: Bustamante, Juan Pablo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Radusky, Leandro Gabriel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; ArgentinaFil: Boechi, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Estrin, Dario Ariel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física; ArgentinaFil: Ten Have, Arjen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Mar del Plata. Instituto de Investigaciones Biológicas. Universidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Investigaciones Biológicas; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; Argentin

Role of PheE15 gate in ligand entry and nitric oxide detoxification function of Mycobacterium tuberculosis truncated hemoglobin N

The truncated hemoglobin N, HbN, of Mycobacterium tuberculosis is endowed with a potent nitric oxide dioxygenase (NOD) activity that allows it to relieve nitrosative stress and enhance in vivo survival of its host. Despite its small size, the protein matrix of HbN hosts a two-branched tunnel, consisting of orthogonal short and long channels, that connects the heme active site to the protein surface. A novel dual-path mechanism has been suggested to drive migration of O(2) and NO to the distal heme cavity. While oxygen migrates mainly by the short path, a ligand-induced conformational change regulates opening of the long tunnel branch for NO, via a phenylalanine (PheE15) residue that acts as a gate. Site-directed mutagenesis and molecular simulations have been used to examine the gating role played by PheE15 in modulating the NOD function of HbN. Mutants carrying replacement of PheE15 with alanine, isoleucine, tyrosine and tryptophan have similar O(2)/CO association kinetics, but display significant reduction in their NOD function. Molecular simulations substantiated that mutation at the PheE15 gate confers significant changes in the long tunnel, and therefore may affect the migration of ligands. These results support the pivotal role of PheE15 gate in modulating the diffusion of NO via the long tunnel branch in the oxygenated protein, and hence the NOD function of HbN

Molecular simulations of globins: Exploring the relationship between structure, dynamics and function

Podeu consultar el llibre complet a: http://hdl.handle.net/2445/32392The discovery in the last two decades of novel members of the globin superfamily has challenged the conventional view about the structure and function of globins. Thus, peculiar structural differences are expected to have direct influence on properties related to ligand migration, binding affinity and heme reactivity. Molecular simulations are a valuable tool to gain insigth into the molecular mechanisms that underlie those structural differences, and their relationship with the diversity of functional roles. In this work, the impact of molecular simulations in exploring the linkage between structure, dynamics and function is highlighted for three representative cases: the migration of ligands through the protein matrix of truncated hemoglobins, the modulation of binding affinity by heme distortion in protoglobin, and finally the functional implications due to the equilibrium between penta- and hexacoordination of the heme with distal histidine in neuroglobin

Mapas georreferenciados para gestión educativa en la Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires

Las instituciones educativas están inmersas en particularidades propias del territorio donde se encuentran, y cualquier análisis necesita considerar todo el entorno geográfico que las rodea. En colaboración con diferentes dependencias de la Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires, y utilizando fuentes de información proveniente del flamante sistema POF Digital (con información actualizada de los establecimientos educativos de la Provincia de Buenos Aires), del INDEC (censo) y del IGN (red vial, espacios verdes, espacios públicos) construimos mapas para la gestión educativa utilizando, utilizando sistemas de información geográfica (SIG).Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Clinical characteristics of vulnerable populations hospitalized and diagnosed with COVID-19 in Buenos Aires, Argentina

There is not in Argentina publications regarding the presentation of patients with COVID-19 requiring hospitalized and emergency care in vulnerable populations (lower incomes and less education tend at greater risk for poor health status and healthcare access), and it has few reports in developing countries. The objective is to determine whether in the care of vulnerable patients, to succeed against COVID-19, multiple public health tools and interventions will be needed to minimize morbidity and mortality. The study is a prospective cohort investigation of patients with lab-confirmed COVID-19, who required to any of the Health Centers response from April 8, 2020, to August 18, 2020. In Buenos Aires Metropolitan Area (AMBA), April 8, 2020 the virus was identified in patients hospitalized in the "Southeast Network" (SN), AMBA. SN covering an area of 661 square kilometers, with 1.8 million inhabitants residing in urban, and rural areas. A total of 14 health centers with different levels of care complexity provide care to patients in the region. The information of each patient with COVID-19 evaluated by SN, was incorporated in an Epidemiological Dashboard. The investigation was designed and reported with consideration of observational studies in epidemiology. We describe the hospitals presentation and care of persons who required SN response and were ultimately diagnosed with COVID-19. From April 8, 2020, to August 18, 2020, were included 1495 patients with lab-confirmed COVID-19 in SN. A total of 58% patients were men, and the mean age (SD) was 48.9 (15.59) years. Eighty one percent patients with pre-existing diseases, most frequent hypertension and diabetes, but hypertension, chronic lung disease, and cardiovascular disease presented higher risk. A total of 13% were hospitalized in Intensive Therapy Unit. The mortality of the cohort was 9.77%. Mortality was higher for patients aged 65 or more (OR 5.09), and for those had some pre-existing disease (OR 2.61). Our observations are consistent with reports demonstrating older persons, and those with comorbidities have the highest risk of mortality related to COVID-19. However, unlike other reports from developed or some developing countries, the mortality in our study is lower. This finding may be related to age of our cohort is younger than other published. Also, the health system was able to respond to the demand.Fil: Yacobitti, A.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Otero, L.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Doldan Arrubarrena, V.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Arano, J.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Lage, S.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Silberman, M.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Zubieta, M.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Erbetta, I.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Danei, P.. Provincia de Buenos Aires. Ministerio de Salud. Hospital Alta Complejidad en Red El Cruce Dr. Néstor Carlos Kirchner Samic; ArgentinaFil: Baeck, G.. Hospital Mi Pueblo; ArgentinaFil: Vallejos, V.. No especifíca;Fil: Cavalli, F.. No especifíca;Fil: Calderón, N.. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Zonal General de Agudos Doctor Lucio Melendez.; ArgentinaFil: Di Gregorio, M.. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Zonal General de Agudos Doctor Lucio Melendez.; ArgentinaFil: Hernandez, V.. Hospital Dr. Arturo Oñativia - Salta Capital.; ArgentinaFil: Bruno, D.. Hospital Dr. Arturo Oñativia - Salta Capital.; ArgentinaFil: Rodera, B.. Municipalidad de Quilmes (buenos Aires). Hospital Zonal General de Agudos Doctor Isidoro Iriarte.; ArgentinaFil: Macherett, I.. Municipalidad de Quilmes (buenos Aires). Hospital Zonal General de Agudos Doctor Isidoro Iriarte.; ArgentinaFil: Parisi, M.. Municipalidad de Quilmes (buenos Aires). Hospital Zonal General de Agudos Doctor Isidoro Iriarte.; ArgentinaFil: Gallastegui, M.. Municipalidad de Quilmes (buenos Aires). Hospital Zonal General de Agudos Doctor Isidoro Iriarte.; ArgentinaFil: Paz, A.. Municipalidad de Quilmes (buenos Aires). Hospital Sub Zonal Materno Infantil Doctor Eduardo Oller.; ArgentinaFil: Bernardi, R.. No especifíca;Fil: Azcárate, S.. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Provincial Evita Pueblo.; ArgentinaFil: Hraste, A.. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital Provincial Evita Pueblo.; ArgentinaFil: Caridi, Délida Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Boechi, Leonardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Cálculo; ArgentinaFil: Salgado, P.. Universidad de Buenos Aires. Rectorado. Instituto de Investigaciones en Salud Pública; ArgentinaFil: Kochen, Sara Silvia. Gobierno de la Provincia de Buenos Aires. Hospital de Alta Complejidad Cuenca Alta Doctor Nestor Carlos Kirchner.; Argentina. Universidad Nacional Arturo Jauretche; Argentina. Universidad de Buenos Aires; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin

QM/MM study of the C-C coupling reaction mechanism of CYP121, an essential Cytochrome p450 of Mycobacterium tuberculosis

Among 20 p450s of Mycobacterium tuberculosis (Mt), CYP121 has received an outstanding interest, not only due to its essentiality for bacterial viability but also because it catalyzes an unusual carbon-carbon coupling reaction. Based on the structure of the substrate bound enzyme, several reaction mechanisms were proposed involving first Tyr radical formation, second Tyr radical formation, and C?C coupling. Key and unknown features, being the nature of the species that generate the first and second radicals, and the role played by the protein scaffold each step. In the present work we have used classical and quantum based computer simulation methods to study in detail its reaction mechanism. Our results show that substrate binding promotes formation of the initial oxy complex, Compound I is the responsible for first Tyr radical formation, and that the second Tyr radical is formed subsequently, through a PCET reaction, promoted by the presence of key residue Arg386. The final C-C coupling reaction possibly occurs in bulk solution, thus yielding the product in one oxygen reduction cycle. Our results thus contribute to a better comprehension of MtCYP121 reaction mechanism, with direct implications for inhibitor design, and also contribute to our general understanding of these type of enzymes.Fil: Dumas, Victoria Gisel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Petruk, Ariel Alcides. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de Los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentina. Universidad de Buenos Aires; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Química Biológica; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química, Física de los Materiales, Medioambiente y Energía; Argentin

Primer sistema inteligente de gestión de la información de la Dirección General de Cultura y Educación de la provincia de Buenos Aires

La Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires (DGCyE) posee cerca del 40% de los alumnos de la Argentina. La mayor parte de la información viaja en formato papel, en vehículos por toda la provincia, para acumularse en las sedes centrales, donde se utiliza como fuente de información para la toma de decisiones que afectan a millones de alumnos, docentes y a toda la población en general. Existen grandes dificultades al desarrollar sistemas informáticos en la DGCyE debido a la complejidad de los procesos, la falta de cooperación entre las dependencias involucradas, intereses políticos y problemas presupuestarios. Pese a estas dificultades, logramos conformar un equipo transversal a todas las dependencias de la DGCyE y desarrollar un sistema de información totalmente integrado en la DGCyE, que toma en cuenta procesos estatutarios, la cultura de usuarios y usuarias, y la enorme complejidad del modelo educativo provincial. Este sistema, llamado POF digital, digitaliza procesos con información clave de los establecimientos educativos, así como sus cargos docentes y alumnos. Posee una herramienta inteligente de validación de cargos, así como paneles interactivos para la toma de decisiones. El sistema se encuentra ampliamente utilizado por los establecimientos y las sedes centrales, quienes cuentan ahora con información actualizada, sólida y confiable.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Primer sistema inteligente de gestión de la información de la Dirección General de Cultura y Educación de la provincia de Buenos Aires

La Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires (DGCyE) posee cerca del 40% de los alumnos de la Argentina. La mayor parte de la información viaja en formato papel, en vehículos por toda la provincia, para acumularse en las sedes centrales, donde se utiliza como fuente de información para la toma de decisiones que afectan a millones de alumnos, docentes y a toda la población en general. Existen grandes dificultades al desarrollar sistemas informáticos en la DGCyE debido a la complejidad de los procesos, la falta de cooperación entre las dependencias involucradas, intereses políticos y problemas presupuestarios. Pese a estas dificultades, logramos conformar un equipo transversal a todas las dependencias de la DGCyE y desarrollar un sistema de información totalmente integrado en la DGCyE, que toma en cuenta procesos estatutarios, la cultura de usuarios y usuarias, y la enorme complejidad del modelo educativo provincial. Este sistema, llamado POF digital, digitaliza procesos con información clave de los establecimientos educativos, así como sus cargos docentes y alumnos. Posee una herramienta inteligente de validación de cargos, así como paneles interactivos para la toma de decisiones. El sistema se encuentra ampliamente utilizado por los establecimientos y las sedes centrales, quienes cuentan ahora con información actualizada, sólida y confiable.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ

Primer sistema inteligente de gestión de la información de la Dirección General de Cultura y Educación de la provincia de Buenos Aires

La Dirección General de Cultura y Educación de la Provincia de Buenos Aires (DGCyE) posee cerca del 40% de los alumnos de la Argentina. La mayor parte de la información viaja en formato papel, en vehículos por toda la provincia, para acumularse en las sedes centrales, donde se utiliza como fuente de información para la toma de decisiones que afectan a millones de alumnos, docentes y a toda la población en general. Existen grandes dificultades al desarrollar sistemas informáticos en la DGCyE debido a la complejidad de los procesos, la falta de cooperación entre las dependencias involucradas, intereses políticos y problemas presupuestarios. Pese a estas dificultades, logramos conformar un equipo transversal a todas las dependencias de la DGCyE y desarrollar un sistema de información totalmente integrado en la DGCyE, que toma en cuenta procesos estatutarios, la cultura de usuarios y usuarias, y la enorme complejidad del modelo educativo provincial. Este sistema, llamado POF digital, digitaliza procesos con información clave de los establecimientos educativos, así como sus cargos docentes y alumnos. Posee una herramienta inteligente de validación de cargos, así como paneles interactivos para la toma de decisiones. El sistema se encuentra ampliamente utilizado por los establecimientos y las sedes centrales, quienes cuentan ahora con información actualizada, sólida y confiable.Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativ