The Structure and Function of Frataxin

Frataxin, a highly conserved protein found in prokaryotes and eukaryotes, is required for efficient regulation of cellular iron homeostasis. Humans with a frataxin deficiency have the cardio- and neurodegenerative disorder Friedreich’s ataxia, commonly resulting from a GAA trinucleotide repeat expansion in the frataxin gene. While frataxin’s specific function remains a point of controversy, a general consensus is the protein assists in controlling cellular iron homeostasis by directly binding iron. This review focuses on the structural and biochemical aspects of iron binding by the frataxin orthologs and outlines molecular attributes that may help explain the protein’s role in different cellular pathways

Síntesis de tetrasulfoftalocianina de Fe (III) y su interacción con lisozima

Las interacciones de proteínas con pequeñas moléculas son de importancia central, tanto para el diseño de nuevos compuestos farmacéuticos, como en una amplia variedad de procesos biológicos, por ejemplo, en terapia fotodinámica. Se ha encontrado que la lisozima ha sido ampliamente estudiada como agente anticanceroso, sin embargo, existen pocos reportes de su interacción con ftalocianinas. En este trabajo, se sintetizó una tetrasulfoftalocianina de Hierro (III) [µ-(OH) FeTSPc] y se estudió su interacción con lisozima por espectroscopia UV-vis en un regulador de fosfatos a pH 7. La tetrasulfoftalocianina se caracterizó por UV-vis (en la solución reguladora a pH 7) y FTIR, observándose la formación de un dímero. Se propone una estequiometría de unión entre la tetrasulfoftalocianina y la lisozima 1:1. A partir de este modelo se calculó la constante de unión y el cambio en la energía libre de Gibbs de unión (ΔGu) a 25 ºC. Además, se realizaron estudios in silico del acoplamiento molecular o docking, entre la lisozima y la sulfoftalocianina, para el cálculo de Gu computacional del confórmero más favorable, y así obtener una aproximación del sitio de unión entre µ-(OH) FeTSPc-lisozima.Protein interactions with small molecules are of central importance, both for the design of new pharmaceutical compounds, and a wide variety of biological processes (photodinamic therapy). In this work, an Iron (III) tetrasulfophthalocyanine, [µ-(OH) FeTSPc], was synthesized and its interaction with lysozyme was studied by UV-Vis spectroscopy in a phosphate buffer at pH 7. Tetrasulfophthalocyanine was characterized by FTIR and UV-vis, showing the formation of a dimer. The results showed binding stoichiometry between tetrasulfophthalocyanine and lysozyme 1: 1. Considering this model the binding constant and the Gibbs free energy (ΔGu) of binding was calculated. In addition, docking studies were performed to calculate the absolute binding free energy between µ-(OH) FeTSPc and lysozyme

Interacción de la catecol o-metiltransferasa (COMT) con diversos inhibidores evaluada mediante cálculos computacionales

En este trabajo se estudió la interacción de la Catecol O-metiltransferasa (COMT) con diferentes inhibidores. Dado que la COMT es la enzima responsable de la degradación de catecolaminas y un blanco terapéutico importante en enfermedades neurodegenerativas. En este trabajo, exploramos el reconocimiento molecular entre COMT y dos tipos de inhibidores que presentan propiedades antioxidantes (IIcD y derivado de melatonina), por lo que sirven de protección ante el estrés oxidativo, y fueron comparados con los inhibidores por excelencia de la enzima. El análisis principal se centró en estudios de acoplamiento molecular para cada sistema propuesto y en la determinación de la energía libre de unión de las interacciones. Los resultados indicaron que la interacción de COMT-inhibidor está gobernada por las contribuciones hidrofóbicas, lo cual concuerda con lo reportado en la literatura. Y se comprobó que el IIcD, inhibidor modelado computacionalmente y con características antioxidantes, posee una mejor unión con la COMT.In this work the interaction of Catechol O-methyltransferase (COMT) with different inhibitors was studied. Since COMT is the enzyme responsible for the degradation of catecholamines and an important therapeutic target in neurodegenerative diseases. In this work, we explore the molecular recognition between COMT and two types of inhibitors that have antioxidant properties (IIcD and melatonin derivative), so they serve as protection against oxidative stress, and were compared with the inhibitors par excellence of the enzyme. The main analysis focused in docking studies for each proposed system and in the determination of the binding free energy of the interactions. The results indicated that the interaction of COMT-inhibitor is governed by hydrophobic contributions, which is consistent with that reported in the literature. And it was found that IIcD, an inhibitor computationally modeled and with antioxidant characteristics, has a better binding with COMT

Computer-Based Screening of Functional Conformers of Proteins

A long-standing goal in biology is to establish the link between function, structure, and dynamics of proteins. Considering that protein function at the molecular level is understood by the ability of proteins to bind to other molecules, the limited structural data of proteins in association with other bio-molecules represents a major hurdle to understanding protein function at the structural level. Recent reports show that protein function can be linked to protein structure and dynamics through network centrality analysis, suggesting that the structures of proteins bound to natural ligands may be inferred computationally. In the present work, a new method is described to discriminate protein conformations relevant to the specific recognition of a ligand. The method relies on a scoring system that matches critical residues with central residues in different structures of a given protein. Central residues are the most traversed residues with the same frequency in networks derived from protein structures. We tested our method in a set of 24 different proteins and more than 260,000 structures of these in the absence of a ligand or bound to it. To illustrate the usefulness of our method in the study of the structure/dynamics/function relationship of proteins, we analyzed mutants of the yeast TATA-binding protein with impaired DNA binding. Our results indicate that critical residues for an interaction are preferentially found as central residues of protein structures in complex with a ligand. Thus, our scoring system effectively distinguishes protein conformations relevant to the function of interest

Colombian consensus recommendations for diagnosis, management and treatment of the infection by SARS-COV-2/ COVID-19 in health care facilities - Recommendations from expert´s group based and informed on evidence

La Asociación Colombiana de Infectología (ACIN) y el Instituto de Evaluación de Nuevas Tecnologías de la Salud (IETS) conformó un grupo de trabajo para desarrollar recomendaciones informadas y basadas en evidencia, por consenso de expertos para la atención, diagnóstico y manejo de casos de Covid 19. Estas guías son dirigidas al personal de salud y buscar dar recomendaciones en los ámbitos de la atención en salud de los casos de Covid-19, en el contexto nacional de Colombia

Structure-function studies of the alpha pheromone receptor from yeast

Ste2p es un receptor acoplado a la proteína G (GPCR) en Saccharomyces cerevisiae que se une a la feromona alfa para mediar el apareamiento. Ste2p pertenece a una subfamilia de GPCRs que no presentan homología global en secuencia con los GPCRs de estructura atómica tridimensional conocida, pero comparte propiedades funcionales con muchos de éstos. Para profundizar nuestro entendimiento de la relación estructura-función de este receptor, en este trabajo presentamos un modelo de la estructura atómica tridimensional de Ste2p asociado a su ligando. El modelo de Ste2p generado es congruente con la información experimental disponible y sugiere que la interfaz entre Ste2p y la feromona está compuesta por 26 residuos, en su mayor parte polares, localizados en las tres asas extracelulares y las hélices H1, H5 y H6. La interfaz no incluye a la Ile190, un residuo altamente conservado entre especies de hongos, que se encuentra en el asa extracelular 2 y es un potencial sitio de anclaje. Mutantes en esta posición en STE2 muestran un efecto pequeño en la señalización del receptor. El modelo presentado de Ste2p es consistente en general con los datos de mutagénesis disponibles a la fecha, por lo que constituye un marco de referencia para evaluar hipótesis sobre la relación estructura-función en este receptor

Estudio de la relación entre la estructura y la función del receptor de la feromona alfa de levadura

Ste2p is a G protein-coupled receptor (GPCR) in Saccharomyces cerevisiae that mediates mating by responding to the alpha-mating factor pheromone. Ste2p belongs to a subfamily of GPCRs with no global sequence similarity to GPCRs of known atomic three-dimensional structure, yet it shares functional similarities with many of these. To deepen our understanding of the structure-function relationship of this receptor, we built an atomic three-dimensional homology-based model of Ste2p that was used to simulate the docking of the alpha pheromone. The Ste2p model is in general agreement with the available experimental data and allowed us to propose that the interface between Ste2p and alpha pheromone is formed by 26 residues, most of which are polar residues located at the three extracellular loops and helices HI, H5, and H6. This interface does not include Ile190, a highly conserved residue among fungal species, located at the second extracellular loop and therefore a potential binding site residue. By performing mutagenesis of STE2 at this position we observed only a small effect of this residue in receptor signaling. Hence, the Ste2p model presented here is consistent in general with current experimental data and constitutes a framework to test hypothesis about the structure-function relationship of this receptor.Ste2p es un receptor acoplado a la proteína G (GPCR) en Saccharomyces cerevisiae que se une a la feromona alfa para mediar el apareamiento. Ste2p pertenece a una subfamilia de GPCRs que no presentan homología global en secuencia con los GPCRs de estructura atómica tridimensional conocida, pero comparte propiedades funcionales con muchos de éstos. Para profundizar nuestro entendimiento de la relación estructura-función de este receptor, en este trabajo presentamos un modelo de la estructura atómica tridimensional de Ste2p asociado a su ligando. El modelo de Ste2p generado es congruente con la información experimental disponible y sugiere que la interfaz entre Ste2p y la feromona está compuesta por 26 residuos, en su mayor parte polares, localizados en las tres asas extracelulares y las hélices H1, H5 y H6. La interfaz no incluye a la Ile190, un residuo altamente conservado entre especies de hongos, que se encuentra en el asa extracelular 2 y es un potencial sitio de anclaje. Mutantes en esta posición en STE2 muestran un efecto pequeño en la señalización del receptor. El modelo presentado de Ste2p es consistente en general con los datos de mutagénesis disponibles a la fecha, por lo que constituye un marco de referencia para evaluar hipótesis sobre la relación estructura-función en este receptor.