Modelado molecular de la interacción de fármacos antitumorales y nucleasas con el ADN

Premio Extraordinario de Doctorado de la UAH en 2013Los métodos computacionales están convirtiéndose en herramientas muy importantes en ciertas áreas de la investigación como la caracterización de sitios de unión de ligandos a proteínas, acoplamiento de pequeñas moléculas en sitios de unión al ADN y proteínas y simulaciones de dinámica molecular. Los resultados obtenidos aportan información que, a veces, está más allá de las posibilidades puramente experimentales y pueden usarse para guiar y mejorar un gran número de experimentos. El objetivo de esta tesis es estudiar mediante técnicas de modelado molecular la interacción entre el ADN y distintos ligandos incluyendo diversos fármacos antitumorales, distintas familias de nucleasas como XPF y la nucleasa de Vibrio vulnificus y la ARN polimerasa II. Las investigaciones se llevaron a cabo en colaboración con distintos grupos experimentales de la Universidad de Alcalá, del grupo del Profesor Egly en el Institut de génétique et de biologie moléculaire et cellulaire de Estrasburgo y de la empresa biotecnológica PharmaMar. Los trabajos realizados se dividen en los siguientes puntos: i)Descripción de la interacción del ADN con el nuevo fármaco antitumoral Zalypsis y análisis de su especificidad de secuencia por técnicas de modelado molecular. ii)Descripción de la interacción del ADN con el nuevo fármaco antitumoral PM01183 y análisis de su especificidad de secuencia por técnicas de modelado molecular. iii)Estudio de la interacción de XPF y la ARN polimerasa II con el ADN. Consecuencias de la incorporación de un aducto covalente con el ADN. iv)Estudio mediante simulaciones de dinámica molecular de la fusión inducida por alta temperatura de un segmento de ADN en ausencia y presencia de fármacos. v)Mecanismo de formación de entrecruzamientos intercatenarios en el ADN por Mitomicina C. Efecto de la modificación de las citosinas en su reactividad. vi)Estudio mediante simulaciones de dinámica molecular del mecanismo de acción de la nucleasa de Vibrio vulnificus e implicaciones en distintas familias de endonucleasas

"Bioinformática con Ñ v1.0": a collaborative project of young Spanish scientists to write a complete book about Bioinformatics

Here we present a project aiming to provide specialized educational bibliography on Bioinformatics for Spanish speakers. The idea of writing a book in Spanish language covering the most important topics in the field of Bioinformatics was born in the XIth Spanish Symposium on Bioinformatics in Barcelona two years ago. Different scientists have been involved in the project, from senior scientists to PhD students from different countries. The book intends to be the beginning of an open project, where all the chapters are susceptible of being updated and new topics can be incorporated in future versions. Current book version can be accessed online at http://goo.gl/UYG0o7.Peer Reviewe

Rationale for the opposite stereochemistry of the major monoadducts and interstrand crosslinks formed by mitomycin C and its decarbamoylated analogue at CpG steps in DNA and the effect of cytosine modification on reactivity

Mitomycin C (MMC) is a potent antitumour agent that forms a covalent bond with the 2-amino group of selected guanines in the minor groove of double-stranded DNA following intracellular reduction of its quinone ring and opening of its aziridine moiety. At some 5′-CG-3′ (CpG) steps the resulting monofunctional adduct can evolve towards a more deleterious bifunctional lesion, which is known as an interstrand crosslink (ICL). MMC reactivity is enhanced when the cytosine bases are methylated (5 MC) and decreased when they are replaced with 5-F-cytosine (5FC) whereas the stereochemical preference of alkylation changes upon decarbamoylation. We have studied three duplex oligonucleotides of general formula d(CGATAAXGCTAACG) in which X stands for C, 5MC or 5FC. Using a combination of molecular dynamics simulations in aqueous solution, quantum mechanics and continuum electrostatics, we have been able to (i) obtain a large series of snapshots that facilitate an understanding in atomic detail of the distinct stereochemistry of monoadduct and ICL formation by MMC and its decarbamoylated analogue, (ii) provide an explanation for the altered reactivity of MMC towards DNA molecules containing 5MC or 5FC, and (iii) show the distinct accommodation in the DNA minor groove of the different covalent modifications, particularly the most cytotoxic C1α and C1β ICLs.Peer reviewe