Prediction of Protein Oxidation Sites

Although reactive oxygen species are best known as damag- ing agents linked to aerobic metabolism, it is now clear that they can also function as messengers in cellular signalling processes. Methionine, one of the two sulphur containing amino acids in proteins, is liable to be oxidized by a well-known reactive oxygen species: hydrogen perox- ide. The awareness that methionine oxidation may provide a mecha- nism to the modulation of a wide range of protein functions and cellular processes has recently encouraged proteomic approaches. However, these experimental studies are considerably time-consuming, labor-intensive and expensive, thus making the development of in silico methods for predicting methionine oxidation sites highly desirable. In the field of pro- tein phosphorylation, computational prediction of phosphorylation sites has emerged as a popular alternative approach. On the other hand, very few in-silico studies for methionine oxidation prediction exist in the lit- erature. In the current study we have addressed this issue by developing predictive models based on machine learning strategies and models— random forests, support vector machines, neural networks and flexible discriminant analysis—, aimed at accurate prediction of methionine oxi- dation sites.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Multidisciplinary teaching of Biotechnology and Omics sciences

In the last years, there was a great boom in the Omics fields that have developed as multidisciplinary sciences. They use laboratory techniques related to Biology and Chemistry but also Bioinformatics tools. However, the developmental progress of these disciplines has led that much of undergraduate studies related to Biology have curricula that become outdated. From this point of view, it is necessary to focus the students to the fundamentals and techniques of complementary disciplines that will be essentials for the understanding of the Omics sciences. In the present work, we have developed a new teaching approach for Biochemistry, Biology and Bioinformatics students. They formed interdisciplinary working groups. These groups have prepared and presented communications about different techniques or methods in Molecular Biology, Omics or Bioinformatics participating in a technical meeting. This learning strategy “I do and I learn” has enabled to the students a first contact with the scientific communication including the approach to the scientific literature to acquire technical knowledge. The cooperation between students from different disciplines has enriched their point of view and even has been used in some practical master’s works.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

AlignMiner: a Web-based tool for detection of divergent regions in multiple sequence alignments of conserved sequences

<p>Abstract</p> <p>Background</p> <p>Multiple sequence alignments are used to study gene or protein function, phylogenetic relations, genome evolution hypotheses and even gene polymorphisms. Virtually without exception, all available tools focus on conserved segments or residues. Small divergent regions, however, are biologically important for specific quantitative polymerase chain reaction, genotyping, molecular markers and preparation of specific antibodies, and yet have received little attention. As a consequence, they must be selected empirically by the researcher. AlignMiner has been developed to fill this gap in bioinformatic analyses.</p> <p>Results</p> <p>AlignMiner is a Web-based application for detection of conserved and divergent regions in alignments of conserved sequences, focusing particularly on divergence. It accepts alignments (protein or nucleic acid) obtained using any of a variety of algorithms, which does not appear to have a significant impact on the final results. AlignMiner uses different scoring methods for assessing conserved/divergent regions, <monospace>Entropy</monospace> being the method that provides the highest number of regions with the greatest length, and <monospace>Weighted</monospace> being the most restrictive. Conserved/divergent regions can be generated either with respect to the consensus sequence or to one master sequence. The resulting data are presented in a graphical interface developed in AJAX, which provides remarkable user interaction capabilities. Users do not need to wait until execution is complete and can.even inspect their results on a different computer. Data can be downloaded onto a user disk, in standard formats. <it>In silico </it>and experimental proof-of-concept cases have shown that AlignMiner can be successfully used to designing specific polymerase chain reaction primers as well as potential epitopes for antibodies. Primer design is assisted by a module that deploys several oligonucleotide parameters for designing primers "on the fly".</p> <p>Conclusions</p> <p>AlignMiner can be used to reliably detect divergent regions via several scoring methods that provide different levels of selectivity. Its predictions have been verified by experimental means. Hence, it is expected that its usage will save researchers' time and ensure an objective selection of the best-possible divergent region when closely related sequences are analysed. AlignMiner is freely available at <url>http://www.scbi.uma.es/alignminer</url>.</p

A revised view on the evolution of glutamine synthetase isoenzymes in plants

Glutamine synthetase (GS) is a key enzyme responsible for the incorporation of inorganic nitrogen in the form of ammonium into the amino acid glutamine. In plants, two groups of functional GS enzymes are found: eubacterial GSIIb (GLN2) and eukaryotic GSIIe (GLN1/GS). Only GLN1/GS genes are found in vascular plants, which suggests that they are involved in the final adaptation of plants to terrestrial life. The present phylogenetic study reclassifies the different GS of seed plants into three clusters: GS1a, GS1b and GS2. The presence of genes encoding GS2 has been expanded to Cycadopsida gymnosperms, which suggests the origin of this gene in a common ancestor of Cycadopsida, Ginkgoopsida and angiosperms. GS1a genes have been identified in all gymnosperms, basal angiosperms and some Magnoliidae species. Previous studies in conifers and the gene expression profiles obtained in ginkgo and magnolia in the present work could explain the absence of GS1a in more recent angiosperm species (e.g., monocots and eudicots) due to the redundant roles of GS1a and GS2 in photosynthetic cells. Altogether, the results provide a better understanding of the evolution of plant GS isoenzymes and their physiological roles, which is valuable for improving crop nitrogen use efficiency and productivity.This work was supported by Spanish Ministerio de Ciencia e Inno-vación grant numbers: BIO2015-73512-JIN MINECO/AEI/FEDER,UE; and RTI2018-094041-B-I00 and EQC2018-004346-P. This work was also supported by Junta de Andalucía, grant number P20_00036 PAIDI 2020/FEDER, UE. Funding for open access charge: Universidad de Málaga/CBUA. JMVM was supported by a grant from the Spanish Ministerio de Educación y Formación Profesional (FPU17/03517). FO was supported by grants from the Universidad de Málaga (Programa Operativo de Empleo Juvenil vía SNJG, UMAJI11, FEDER, FSE, Junta de Andalucía) and BIO-114, Junta de Andalucía

Necesidades de capacitación en empresas comerciales y de servicios. Un estudio comparativo en 60 empresas de la ciudad de Mérida Yucatán, México.

En el mundo actual, ante la velocidad de los cambios en los negocios, las organizaciones deben ser cada vez más flexibles para adaptarse a su entorno, para lo que necesitan personal comprometido y capacitado para la correcta operación y el desarrollo de la creatividad y la innovación. De manera general se cree que con organizar cursos para las empresas ya se está capacitando al personal, asumiendo que la capacitación es una inversión y no un gasto. Sin embargo, si los esfuerzos de capacitación no llevan a un mejor desempeño organizacional, entonces realmente fue un costo y no una inversión. Entonces, al diseñar e implementar un programa de capacitación hay que tomar en cuenta la percepción y necesidades de todos los involucrados, en este caso los directivos, mandos medios y trabajadores operativos, quienes pueden presentar diferencia significativa en cuanto a lo que cada quien cree que es una necesidad propia y de la empresa. Los objetivos de este trabajo fueron determinar las necesidades de capacitación y si existe diferencia significativa entre éstas desde la percepción de directivos, mandos medios y trabajadores operativos, además de verificar si la capacitación ha producido resultados favorables en el desempeño de la organización. En el estudio aceptaron participar 60 empresas comerciales y de servicios en la ciudad de Mérida, Yucatán, las cuales son reconocidas en el medio por implementar programas de capacitación. Los resultados muestran que no hay diferencia significativa entre las necesidades percibidas por los participantes y que los resultados de la capacitación influyen positivamente en el desempeño de las empresas

Estudio de la regulación de la asparraginasa de pino

La asparraginasa (ASPG, EC 3.5.1.1) de plantas pertenece a la familia de Ntn-hidrolasas, enzimas que se sintetizan como un precursor inactivo, el cual es activado mediante un procesamiento autocatalítico que genera dos subunidades (α y β). Estas subunidades forman un tetrámero (αβ)2, que constituye la forma madura de la enzima, en la cual cada subunidad β presenta un residuo nucleófilo (Thr) en su extremo amino como resultado del procesamiento. La asparraginasa está implicada en la movilización del nitrógeno contenido en el grupo amido de la asparragina, el metabolito principal para la reserva y el transporte de nitrógeno en plantas. Nuestro objetivo es determinar cómo se regula esta enzima en pino, tanto a nivel transcripcional como postraduccional. A nivel transcripcional estamos realizando una caracterización estructural y funcional de la región promotora del gen, así como el análisis del patrón de expresión del gen en diferentes tejidos y condiciones. A nivel postraduccional nos hemos centrado en determinar las características del procesado y activación de la ASPG en pino. Debido a los bajos niveles de la proteína en pino, este estudio se abordó con proteína recombinante purificada desde sistemas heterólogos. La expresión de la proteína recombinante de Pinus pinaster en células de E. coli resulta en una proteína inmadura sin capacidad de autocatálisis in vitro, a diferencia de lo que se ha descrito para ASPG de otras especies angiospermas. Por el contrario, la expresión heteróloga en plantas de tabaco genera una proteína madura. En comparación con la estructura primaria de las ASPG de especies cuyo genoma ha sido secuenciado, las ASPG de coníferas presentan una extensión de unos 70 aminoácidos en la posición que precede al residuo nucleófilo, sitio donde ocurre el procesamiento que activa a la enzima. Un análisis mediante espectrometría de masas ha demostrado que esta extensión forma parte de la proteína de Pinus pinaster en su forma madura. En la actualidad estamos analizando el efecto de esta extensión sobre el autoprocesamiento del precursor.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Los átomos de azufre próximos a los anillos de residuos aromáticos son menos susceptibles de ser oxidados

El grupo tioéter de las metioninas confiere, a las proteínas portadoras, una alta vulnerabilidad a la oxidación. Sin embargo, no todos los residuos metionil de una proteína son igualmente susceptibles de oxidación. Aunque la accesibilidad del átomo de azufre al solvente es un factor importante, recientes experimentos ponen de manifiesto que dicho factor es insuficiente para explicar la amplia variabilidad en la reactividad que se observa. Así, pues, en el presente trabajo hemos explorado otros posibles determinantes estructurales que pudieran explicar dicha variabilidad. Para tal propósito, hemos empleado datos derivados de estudios de proteómica llevados a cabo con células humanas tratadas con H2O2. En el presente trabajo presentamos evidencias de que el entorno de aquellos residuos que aparecen oxidados, es claramente distinguible del entorno de aquellos otros residuos de metionina que no se oxidan bajo las mismas condiciones (p-valor = 10-23). El análisis de distancias interatómicas, llevado a cabo con más de un millar de átomos de azufre presentes en proteínas con estructuras conocidas, nos ha permitido desvelar un nuevo e importante determinante de la reactivadad frente a oxidantes. Aquellos átomos de azufre delta que interactúan con el anillo aromático de residuos fenilalanina, tirosina y triptófano, presentan una marcada resistencia a ser oxidados. En esta comunicación presentaremos evidencias de la menor reactividad de las metioninas que forman parte de motivos S-aromáticos tanto in vivo (estudios de proteoma redox) como in vitro (ensayos de oxidación química).Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech

Caracterización de la asparraginasa de pino: implicaciones en el desarrollo del sistema vascular

La asparragina es un metabolito clave en plantas para el transporte y reserva temporal de nitrógeno. La principal vía de movilización del nitrógeno contenido en el grupo amido de la asparragina implica a la enzima asparraginasa (ASPG, EC 3.5.1.1), especialmente en tejidos que demandan altas cantidades de este elemento, tales como semillas en desarrollo y hojas jóvenes. Durante el desarrollo y crecimiento del tronco de los árboles, éstos afrontan un consumo masivo de carbono y nitrógeno para proveer la síntesis de celulosa y lignina. Estudios previos han demostrado que la expresión del gen de asparraginasa en el pino está asociada al intensivo desarrollo del sistema vascular que se produce en el tallo de las plántulas una vez que ésta ha agotado las reservas de la semilla, y que su expresión está confinada a las células de la región del cambium (1). La observación de que este gen se expresa también en células de xilema secundario en diferenciación de árbol adulto sugiere que la ASPG podría jugar un papel importante en el desarrollo vascular y ser de gran relevancia en la producción de biomasa. Aunque conocemos, en líneas generales, la implicación de la asparraginasa en el transporte y movilización de nitrógeno, desconocemos los mecanismos moleculares que controlan espacial y temporalmente su actividad. En nuestro grupo seguimos diferentes aproximaciones para dilucidar el control transcripcional y post-transcripcional de esta enzima y su implicación en el desarrollo del sistema vascular. Nuestros objetivos específicos son determinar las características del procesado y activación de la asparraginasa de pino y los factores que regulan la expresión génica asociada al desarrollo vascular.Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech. BIO2012-33797, AGL9-12139C0202, AP2010-543

Involvement of miRNAs in the short-term response of pine roots to ammonium nutrition

Post-transcriptonal gene regulation is an essential control point regarding gene expression programs. A class of small non-coding RNAs, microRNAs (miRNAs) play important roles during this process. They act on target mRNAs through post-transcriptional gene silencing, either by endonuclease mediated transcript cleavage or by translational repression of targeted mRNAs (Pattanayak et al., 2013). Thus, miRNAs are involved in the regulation mechanisms of important plant processes, including the regulation of the processes related to nitrogen nutrition (Gutiérrez, 2012). In the present work, maritime pine (Pinus pinaster Aiton) was used to study the role of miRNAs regarding NH4+ nutrition in conifers, a group of plants that exhibits tolerance to NH4+ nutrition compared to NO3- nutrition specially during seedling stage Ortigosa et al., 2022). This fact is of high interest since numerous NH4+ nutrition can negatively affect the growth and development of different crops. The global miRNA expression has been characterized in the roots of maritime pine seedlings after 2 h and 24 h from fertilization with two levels of NH4+ solutions (0.1 mM and 3 mM). The miRNA-seq analysis revealed 271 new miRNAs with an identified precursor although only 4 were differentially expressed. Gutiérrez RA. 2012. Science, 336:1673-1675. Ortigosa F, et al. 2022. Plant Cell and Environment, 45,915-935. Pattanayak D, et al. 2013. Plant Molecular Biology Reporter, 31, 493-506.Acknowledgements & Funding. This work was supported by the grants BIO2015-73512-JIN MINECO/AEI/FEDER, UE; P20_00036 PAIDI 2020/FEDER, UE, and B4-2021-01 (Universidad de Málaga. Campus de Excelencia Internacional Andalucía Tech). JMVM was supported by the grant FPU17/03517