Phosphorylation regulates the bound structure of an intrinsically disordered protein: The p53-TAZ2 case

Disordered regions and Intrinsically Disordered Proteins (IDPs) are involved in critical cellular processes and may acquire a stable three-dimensional structure only upon binding to their partners. IDPs may follow a folding-after-binding process, known as induced folding, or a folding-before-binding process, known as conformational selection. The transcription factor p53 is involved in the regulation of cellular events that arise upon stress or DNA damage. The p53 domain structure is composed of an N-terminal transactivation domain (p53TAD), a DNA Binding Domain and a tetramerization domain. The activity of TAD is tightly regulated by interactions with cofactors, inhibitors and phosphorylation. To initiate transcription, p53TAD binds to the TAZ2 domain of CBP, a co-transcription factor, and undergoes a folding and binding process, as revealed by the recent NMR structure of the complex. The activity of p53 is regulated by phosphorylation at multiple sites on the TAD domain and recent studies have shown that modifications at three residues affect the binding towards TAZ2. However, we still do not know how these phosphorylations affect the structure of the bound state and, therefore, how they regulate the p53 function. In this work, we have used computational simulations to understand how phosphorylation affects the structure of the p53TAD: TAZ2 complex and regulates the recognition mechanism. Phosphorylation has been proposed to enhance binding by direct interaction with the folded protein or by changing the unbound conformation of IDPs, for example by pre-folding the protein favoring the recognition mechanism. Here, we show an interesting turn in the p53 case: phosphorylation mainly affects the bound structure of p53TAD, highlighting the complexity of IDP protein-protein interactions. Our results are in agreement with previous experimental studies, allowing a clear picture of how p53 is regulated by phosphorylation and giving new insights into how post-translational modifications can regulate the function of IDPs.Fil: Ithuralde, Raúl Esteban. 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; Argentina. 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; 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. 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 Biológica; Argentin

Structured and Unstructured Binding of an Intrinsically Disordered Protein as Revealed by Atomistic Simulations

Intrinsically disordered proteins (IDPs) are a set of proteins that lack a definite secondary structure in solution. IDPs can acquire tertiary structure when bound to their partners; therefore, the recognition process must also involve protein folding. The nature of the transition state (TS), structured or unstructured, determines the binding mechanism. The characterization of the TS has become a major challenge for experimental techniques and molecular simulations approaches since diffusion, recognition, and binding is coupled to folding. In this work we present atomistic molecular dynamics (MD) simulations that sample the free energy surface of the coupled folding and binding of the transcription factor c-myb to the cotranscription factor CREB binding protein (CBP). This process has been recently studied and became a model to study IDPs. Despite the plethora of available information, we still do not know how c-myb binds to CBP. We performed a set of atomistic biased MD simulations running a total of 15.6 μs. Our results show that c-myb folds very fast upon binding to CBP with no unique pathway for binding. The process can proceed through both structured or unstructured TS's with similar probabilities. This finding reconciles previous seemingly different experimental results. We also performed Go-type coarse-grained MD of several structured and unstructured models that indicate that coupled folding and binding follows a native contact mechanism. To the best of our knowledge, this is the first atomistic MD simulation that samples the free energy surface of the coupled folding and binding processes of IDPs.Fil: Ithuralde, Raúl Esteban. 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. 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; ArgentinaFil: Roitberg, Adrián. University of Florida; Estados UnidosFil: Turjanski, Adrian. 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. 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; Argentin

Pensando una educación popular en ¿ciencias?

In this article we reflect on Education in Natural Sciences, from our educational experiences with teachers in the public system, social movements and political organizations. These experiences serve as a base from which we can glimpse new paths, in a dialogue with a diversity of theoretical references from different disciplines and areas. We intend to continue thinking about a critical pedagogy in the natural and technological worlds with the objective of strengthening processes of social transformationCet article aborde l’Éducation en sciences à partir de nos expériences éducatives auprès des professeurs de l’enseignement public, des mouvements sociaux et d’organisations politiques. Ces expériences nous ont servi de base pour déceler, en dialogue avec une diversité de références théoriques issues de différentes disciplines et d’espaces disctincts.de nouvelles voies de travail. Nous avons essayé de penser toujours à une pédagogie critique concernant les mondes sociaux, naturels et technologiques dont l’objectif est de renforcer les processus de transformation sociale.Neste artigo refletimos sobre a Educação em Ciências a partir das nossas experiências educativas com professores do sistema público, movimentos sociais e organizações políticas. Essas experiências representam uma base da qual vislumbramos novos caminhos, ao dialogar com uma diversidade de referências teóricas de diferentes disciplinas e espaços. Tentamos continuar pensando em uma pedagogia crítica sobre os mundos sociais, naturais e tecnológicos cujo objetivo seja o fortalecimento de processos de transformação social.En este artículo reflexionamos sobre la Educación en Ciencias a partir de nuestras experiencias educativas junto con docentes en el sistema público, movimientos sociales y organizaciones políticas. Estas experiencias nos sirven de suelo desde donde vislumbrar nuevos caminos en diálogo con una diversidad de referencias teóricas de distintas disciplinas y espacios. Buscamos seguir pensando una pedagogía crítica sobre los mundos sociales, naturales y tecnológicos que tenga como objetivo el fortalecimiento de procesos de transformación social.Educación Comunitaria, Educación Intercultural, Ciencias Naturales, Educación Popular Thinking about a popular education in sciences?In this article we reflect on Education in Natural Sciences, from our educational experiences with teachers in the public system, social movements and political organizations. These experiences serve as a base from which we can glimpse new paths, in a dialogue with a diversity of theoretical references from different disciplines and areas. We intend to continue thinking about a critical pedagogy in the natural and technological worlds with the objective of strengthening processes of social transformationCommunity Education, Intercultural Education, Natural Sciences, Popular Education Penser l’éducation populaire en sciences?Cet article aborde l’Éducation en sciences à partir de nos expériences éducatives auprès des professeurs de l’enseignement public, des mouvements sociaux et d’organisations politiques. Ces expériences nous ont servi de base pour déceler, en dialogue avec une diversité de références théoriques issues de différentes disciplines et d’espaces disctincts.de nouvelles voies de travail. Nous avons essayé de penser toujours à une pédagogie critique concernant les mondes sociaux, naturels et technologiques dont l’objectif est de renforcer les processus de transformation sociale.Éducation Communautaire,  Éducation Interculturelle,  Sciences Naturelles, Éducation Populaire Pensando uma educação popular em ciências?Neste artigo refletimos sobre a Educação em Ciências a partir das nossas experiências educativas com professores do sistema público, movimentos sociais e organizações políticas. Essas experiências representam uma base da qual vislumbramos novos caminhos, ao dialogar com uma diversidade de referências teóricas de diferentes disciplinas e espaços. Tentamos continuar pensando em uma pedagogia crítica sobre os mundos sociais, naturais e tecnológicos cujo objetivo seja o fortalecimento de processos de transformação social.Educação Comunitária, Educação Intercultural, Ciências Naturais, Educação Popula

Pensando uma educação popular em ciências?

En este artículo reflexionamos sobre la Educación en Ciencias a partir de nuestras experiencias educativas junto con docentes en el sistema público, movimientos sociales y organizaciones políticas. Estas experiencias nos sirven de suelo desde donde vislumbrar nuevos caminos en diálogo con una diversidad de referencias teóricas de distintas disciplinas y espacios. Buscamos seguir pensando una pedagogía crítica sobre los mundos sociales, naturales y tecnológicos que tenga como objetivo el fortalecimiento de procesos de transformación social.In this article we reflect on Education in Natural Sciences, from our educational experiences with teachers in the public system, social movements and political organizations. These experiences serve as a base from which we can glimpse new paths, in a dialogue with a diversity of theoretical references from different disciplines and areas. We intend to continue thinking about a critical pedagogy in the natural and technological worlds with the objective of strengthening processes of social transformation.Cet article aborde l’Éducation en Sciences à partir de nos expériences éducatives auprès des professeurs de l’enseignement public, des mouvements sociaux et d’organisations politiques. Ces expériences nous ont servi de base pour déceler, en dialogue avec une diversité de références théoriques issues de différentes disciplines et d’espaces disctincts.de nouvelles voies de travail. Nous avons essayé de penser toujours à une pédagogie critique concernant les mondes sociaux, naturels et technologiques dont l’objectif est de renforcer les processus de transformation sociale.Neste artigo refletimos sobre a Educação em Ciências a partir das nossas experiências educativas com professores do sistema público, movimentos sociais e organizações políticas. Essas experiências representam uma base da qual vislumbramos novos caminhos, ao dialogar com uma diversidade de referências teóricas de diferentes disciplinas e espaços. Tentamos continuar pensando em uma pedagogia crítica sobre os mundos sociais, naturais e tecnológicos cujo objetivo seja o fortalecimento de processos de transformação social.Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológico

Interaction mechanisms in intrinsically disordered proteins

Mecanismos de Interacción en Proteínas Intrínsicamente Desordenadas Las Proteínas Intrínsecamente Desordenadas (IDPs, del inglés Intrinsically Disordered Pro-teins) desafían el dogma de la Biología Molecular en cuanto no poseen una estructuratridimensional definida en solución y entonces se desdibuja la relación estructura-función,al menos como ha sido definida hasta el momento. Estas proteínas no se comportan comoestructuras tipo random coil, sino que uctúan entre variedad de conformacionesque dependen de cada sistema. Se ha predicho que al menos el 30% de las proteínaseucariotas son IDPs o tienen al menos un dominio que es intrínsecamente desordenado. Esto ha aumentado el interés por estas proteínas y su estudio se ha incrementado enlas últimas dos décadas, mostrando que cumplen procesos celulares clave, como ser enel ciclo celular. En esta tesis se estudiaron diversos sistemas que involucran a Proteínas Intrínsecamente Desordenadas. En el sistema p53TAD/CBP estudiamos los cambios producidos en elestado unido del complejo ante modificaciones post-traduccionales y las posibles implicanciasen los mecanismos de unión/plegado. En el sistema c-myb/KIX estudiamos elmecanismo de unión/plegado, y logramos caracterizar con detalle atómico al estado detransición. Finalmente, se desarrolla un potencial de interacción electrostática para uncampo de fuerzas de grano grueso tipo Go, que se prueba en dos sistemas modelo deproteínas ordenadas y se analiza en los sistemas c-myb/KIX y pKID/KIX los efectos decarga sobre la reacción de unión/plegado. Para realizar el trabajo planteado se recurrió a diversas herramientas computacionales. Se utilizaron los programas GROMACS y AMBER para realizar dinámicas molecularescon campos de fuerza atomísticos y de grano grueso. Se realizaron modificaciones en elprograma AMBER para utilizar campos de fuerza de grano grueso. Se utilizaron ademáspaquetes académicos de análisis computacional y de cálculo de ΔΔG de binding paraexperimentos mutacionales de unión entre proteínas.Intrinsically Disordered Proteins (IDPs) challenge the dogma of Molecular Biology asthey do not display a defined tridimensional structure in solution and then it blurs thestructure-function paradigm, at least as it has been defined till now. These proteins donot behave like random coil structures, but they uctuate around a variety of conformationsthat depend on each system. It has been predicted that at least 30% of the eukaryotic proteins are IDPs or at leastone of its dominions is intrinsically disordered. This fact has increased interest for thisgroup of proteins and they hace been extensively studied in the last two decades, showingthat they take part of key cellular processes, as regulating cell cycle. In this thesis a veriety of systems that involve IDPs were studied. We studied changes inthe bound state of the p53TAD/CBP system upon post-traductional modification. In thec-myb/KIX we studied the coupled folding/binding mechanism, and we chacterize withatomic resolution the trasition state. Finally, an electrostatic interaction potential forcoarse grain Go type simulations is developed and the effects of charges on the coupledfolding/binding in c-myb/KIX and pKID/KIX systems are studied. In this work a number of computational tools were used. The GROMACS and AMBERpackages were used to carry out molecular dynamics with atomistic and coarse grainforce fields. Modifications on the AMBER package to include particular coarse grainforce fields were developed. An academic package of computational analysis and ΔΔGof binding for mutational protein-protein binding experiments was also used.Fil: Ithuralde, Raúl Esteban. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina

Resenha de livro: Educação Intercultural Bilíngue e enfoque de interculturalidade nos sistemas educativos latino-americanos. Avanços e desafios

En las últimas décadas la diversidad fue ganando lugar en el espacio público. La diversidad sociocultural y la biodiversidad comenzaron a ser habladas en términos de valor, recurso y hasta de derecho (Briones, 2007). En este sentido, los pueblos originarios/indígenas y los grupos afrodescendientes comenzaron a obtener reconocimiento de parte de los Estados en América Latina y también novedosos derechos jurídicamente garantizados. Sin embargo, las dimensiones de etnia/raza siguen siendo una variable fundamental para indagar y pensar sobre las desigualdades sociales, económicas, políticas y culturales existentes en todo el mundo y en particular en América Latina. Existe una persistente discriminación hacia las poblaciones basadas en estos criterios en distintos ámbitos, aunque hoy sea menos explícita que varias décadas o siglos atrás.Instituto de Física de Líquidos y Sistemas Biológico

The Chemystry syllabus in the Superior Cycle of the Middle School in the province of Buenos Aires, Argentina: a possible perspective for the classroms

En este artículo presentamos los ejes pedagógicos vertebradores de la construcción de los Diseños Curriculares de Química en el Ciclo Superior de la educación Secundaria de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Esto se dio en el marco de la transformación educativa (y curricular) implementada a partir de la sanción de una nueva Ley de Educación Nacional en 2006. Los nuevos diseños curriculares se basan en la perspectiva Ciencia, Tecnología, Sociedad y Ambiente y son diseños contextualizados. También en el final describimos algunas reflexiones necesarias para que la política curricular, como parte de las políticas públicas, llegue a las aulas y se recree en cada clase.In this article we present the pedagogical guidelines for the construction of the Curricular Designs of Chemistry for Superior Middle School of the province of Buenos Aires. This construction was part of the Education Reform implemented upon the passing of the new Law of National Education in 2006. The new Curricula is based upon the Science, Technology, Society and Environment perspective and is a contextualized curricula. At the end of this article we describe some reflections and needs of public policies so that this curricular policy reachs the classrooms.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

A New Teaching Laboratory Experiment to Address the Effect of pH on Solubility

This paper presents a teaching experience involving an experiment based on the potentiostatic and electrochemical titration of a silver acetate solution with sodium hydroxide, a chemical system where at least three chemical equilibria are involved. It is known that natural samples are inherently complex, and several different chemical equilibria are simultaneously present. That is why we believe the understanding of complex systems is essential for carrying out chemical analysis. Solubility of many compounds is highly dependent on pH and many of the exercises in the inorganic chemistry classroom are focused on calculating the solubility of different species at different pHs, most of the times using speciation coefficients. However, the dependence of solubility on pH is usually analyzed in a point by point basis. This experiment, which only requires equipment usually available in any general chemistry teaching laboratory, allows students to analyze both a complex system and the dynamic nature of solubility when pH changes continuously in time. It gives them the possibility to reach a broader understanding of simultaneous chemical equilibria. Thus, we consider it to be an excellent complement to typical chemistry exercises.Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

Hacia una contextualización de la enseñanza de la química: contenidos articulados en torno a problemáticas sociocientíficas como ejes temáticos

La provincia de Buenos Aires comenzó un camino de transformaciones educativas con la sanción de la Ley de Educación Provincial en 2007, un Marco General de Política Curricular (DGCyE, 2007a) y nuevos diseños curriculares para los niveles primario y secundario (aprobados entre 2007 y 2012). Es en este marco donde se produce un proceso de debate, diálogo y construcción de una nueva currícula de las Ciencias Naturales, y en particular de la Química, entre la Dirección Provincial de Educación Secundaria y docentes, directivos, inspectores, capacitadores, entre otros actores del sistema educativo provincial. El propósito de la política educativa provincial es la formación científica y humanística de sus estudiantes para la apropiación de saberes que los habiliten a continuar sus estudios; para el ejercicio de una ciudadanía activa para el fortalecimiento de la democracia y para una inclusión crítica y reflexiva en mundo laboral y/o en el ámbito productivo (DGCyE, 2007a). En este proceso se buscó acercar contenidos provenientes de las Ciencias Naturales a toda la población estudiantil de la educación secundaria bonaerense, como espacio de divulgación, debate, reflexión y construcción de saberes sobre las temáticas abordadas por estos cuerpos de conocimiento y su relación con distintos ámbitos de la sociedad y el ambiente (DGCyE, 2010a). Se trabajó a partir de la noción de ciencia escolar, que “no es la ciencia de los científicos, sino una versión elaborada para su aprendizaje en los ámbitos escolares” (DGCyE, 2010a: 17). Para ello, esta ciencia escolar está pensada en función de los intereses del estudiantado y de los objetivos de la política curricular y no es una transposición directa de la ciencia en sus ámbitos académicos, aunque no por ello pierda su rigurosidad (Izquierdo y otras, 1997). Los contenidos escolares, entonces, se despegan de los conceptos de la ciencia en su ámbito académico, aunque la tengan de referencia, y se asocian a las comunidades escolares donde se producirán las situaciones de enseñanza que se basarán en estos diseños curriculares. Una forma de cumplir con estos objetivos de política curricular fue contextualizar la currícula de Química de la Educación Secundaria Orientada. Ha habido muchas producciones de materiales y de diseños curriculares con orientación CTS y contextualizadas en los últimos años. Ahora, ¿cómo hemos encarado esta contextualización? ¿Qué propósitos debe responder esta contextualización?Facultad de Humanidades y Ciencias de la Educació

Hacia una contextualización de la enseñanza de la Química: contenidos articulados en torno a problemáticas sociocientíficas como ejes temáticos.

La provincia de Buenos Aires comenzó un camino de transformaciones educativas con la sanción de la Ley de Educación Provincial en 2007, un Marco General de Política Curricular (DGCyE, 2007a) y nuevos diseños curriculares para los niveles primario y secundario (aprobados entre 2007 y 2012). Es en este marco donde se produce un proceso de debate, diálogo y construcción de una nueva currícula de las Ciencias Naturales, y en particular de la Química, entre la Dirección Provincial de Educación Secundaria y docentes, directivos, inspectores, capacitadores, entre otros actores del sistema educativo provincial. El propósito de la política educativa provincial es la formación científica y humanística de sus estudiantes para la apropiación de saberes que los habiliten a continuar sus estudios; para el ejercicio de una ciudadanía activa para el fortalecimiento de la democracia y para una inclusión crítica y reflexiva en mundo laboral y/o en el ámbito productivo (DGCyE, 2007a). En este proceso se buscó acercar contenidos provenientes de las Ciencias Naturales a toda la población estudiantil de la educación secundaria bonaerense, como espacio de divulgación, debate, reflexión y construcción de saberes sobre las temáticas abordadas por estos cuerpos de conocimiento y su relación con distintos ámbitos de la sociedad y el ambiente (DGCyE, 2010a). Se trabajó a partir de la noción de ciencia escolar, que ?no es la ciencia de los científicos, sino una versión elaborada para su aprendizaje en los ámbitos escolares? (DGCyE, 2010a: 17). Para ello, esta ciencia escolar está pensada en función de los intereses del estudiantado y de los objetivos de la política curricular y no es una traspolación directa de la ciencia en sus ámbitos académicos, aunque no por ello pierda su rigurosidad (Izquierdo y otras, 1997). Los contenidos escolares, entonces, se despegan de los conceptos de la ciencia en su ámbito académico, aunque la tengan de referencia, y se asocian a las comunidades escolares donde se producirán las situaciones de enseñanza que se basarán en estos diseños curriculares. Una forma de cumplir con estos objetivos de política curricular fue contextualizar la currícula de Química de la Educación Secundaria Orientada. Ha habido muchas producciones de materiales y de diseños curriculares con orientación CTS y contextualizadas en los últimos años. Ahora, ¿cómo hemos encarado esta contextualización? ¿Qué propósitos debe responder esta contextualización?Fil: Defago, Alejandra. Universidad de Buenos Aires. Ciclo Básico Común; Argentina. Instituto Superior de Formación Docente N° 24. Bernal; ArgentinaFil: Ithuralde, Raúl Esteban. Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Humanidades, Ciencias Sociales y de la Salud. Instituto de Estudios para el Desarrollo Social; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet Noa Sur. Instituto de Estudios para el Desarrollo Social. - Universidad Nacional de Santiago del Estero. Facultad de Humanidades Ciencias Sociales y de la Salud. Instituto de Estudios para el Desarrollo Social; Argentin