Glicomiméticos de ácido hialurónico como terapia adyuvante contra patologías tumorales

Fil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Buenos Aires, ArgentinaA pesar de los grandes avances que existen en el conocimiento del cáncer de mama,\nlos principales tratamientos sistémicos que se utilizan para combatir la enfermedad\navanzada son la hormonoterapia y la quimioterapia. Esta ultima estrategia, si bien es\nefectiva en la mayoría de los casos, suele ser nociva para el paciente.\nEl Ácido Hialurónico (AH) esta compuesto por unidades repetidas de disacáridos de Dglucurónico\ny N-acetil-D-glucosamina, unidos mediante enlaces alternados B1-3 y B1-4.\nLa mayoría de los procesos en los cuales el AH se encuentra involucrado están mediados\npor su principal receptor, CD44, una glicoproteína de membrana que se encuentra\npresente en muchos tipos celulares.\nSe ha demostrado que los oligosacáridos de Ácido Hialurónico (oAH) tienen la\ncapacidad de inhibir la proliferación celular (e inclusive, en algunos casos, de inducir\napoptosis) en diferentes modelos de patologías tumorales, como ser las lineas celulares\nde cáncer de colon, de distintos linfomas y de cáncer de mama. Ademas, cuando se\nadministran en combinación con fármacos antitumorales de uso convencional como la\nDoxorrubicina en lineas celulares cultivadas in vitro, son capaces de actuar de forma\nsinérgica, permitiendo una reducción de la dosis del quimioterápico.\nEstas propiedades de los oAH, los posicionan como buenos candidatos para su\nadministración conjunta con quimioterápicos en una terapia adyuvante. Pero los oAH\npresentan dos grandes desventajas. La primera, es que al ser un componente del\norganismo, su metabolismo se encuentra estrechamente regulado, a tal punto que su vida\nmedia en la circulación sanguínea es de apenas un par de minutos. El otro es su costo de\nproducción elevado. Es por ello, que la búsqueda de compuestos con propiedades\nequivalentes a las de los oAH surge como una prometedora linea de investigación.\nUno de los desafíos más grandes de la química medicinal es el empleo de\noligosacáridos como medicamentos. Los avances en la comprensión funcional de las\ninteracciones proteína-carbohidrato han permitido el desarrollo de una nueva clase de\nfármacos, conocidos como fármacos glicomiméticos.\nEstos compuestos bioactivos son capaces de imitar la función de los hidratos de\ncarbono pero carecen de las propiedades no deseadas de los mismos (propiedades\nfarmacocinéticas y farmacodinámicas insuficientes, baja actividad y permeabilidad a los\ntejidos, escasa estabilidad y vida media en suero).\nLa visión detallada de las interacciones carbohidrato-proteína que se requiere para el\ndiseño de esta clase de moléculas es provista en general por la cristalografía y la RMN.\nPero no siempre se puede contar con este tipo de información experimental y es por ello\nque el empleo de simulaciones computacionales para obtener información estructural de\nbiomoléculas en proyecto de desarrollo de fármacos es cada vez mas difundido en la\nactualidad.\nLas herramientas bioinformaticas que se emplean en la búsqueda y optimización de\nnuevos fármacos, fueron concebidas con una perspectiva utilitaria multipropósito, por lo\nque en algunos casos, los resultados obtenidos no son tan confiables. Es por ello que la\nadecuación de dichas herramientas a un sistema particular, es habitual dentro del proceso\nde descubrimiento de nuevos compuestos.\nTeniendo en cuenta estos antecedentes, nos propusimos como objetivo de identificar\ncompuestos naturales capaces de actuar como glicomiméticos de oAH. Para ello,\nrealizamos un análisis detallado de las propiedades moleculares de los oAH como así\ntambién de los principales características que determinan su interacción con CD44\nmediante el empleo de simulaciones de Dinámica Molecular. Luego de una\ncaracterización rigurosa, identificamos que el tipo de enlaces alternados (B1-3 y B1-4) y\nque la presencia del azúcar N-Acetilglucosamina eran de suma importancia.\nA partir de estos datos y luego de una búsqueda en bases de datos de compuestos\nnaturales, identificamos dos polímeros que cumplían con la características de presentar\nenlaces alternados (Liquenina y Xilano) y uno compuesto exclusivamente por NAcetilglucosamina\n(Quitina).\nUna vez identificados los compuestos, procedimos a la construcción de los complejos\ncorrespondientes con CD44, con el fin de evaluar la afinidad relativa del receptor por cada\nuno de ellos. Debido a que las herramientas disponibles para la predicción de estructuras\nproteína-carbohidrato presentan un grado muy bajo de precisión y exactitud, se desarrollo\nun método alternativo al que se emplea habitualmente con el programa de docking\nAutodock (CADM), basado en la estructura del solvente en el sitio de reconocimiento para\ncarbohidratos (CBS), al cual denominamos WSBDM.\nUtilizando el WSBDM, obtuvimos complejos entre CD44 y tetrasacáridos de cada uno\nde los compuestos seleccionados. Luego realizamos simulaciones de Dinámica Molecular\ncon el fin de caracterizar la estabilidad de los oligosacáridos el CBS de CD44 y estimar la\nafinidad relativa por receptor a partir del calculo de energía libre de unión con un método\nde punto final (MMPB-SA). Los resultados indican que solo los oligosacáridos de\nLiquenina (oLi), tendrían una afinidad significativa por CD44.\nPor ultimo, decidimos evaluar in vitro la actividad de estos compuestos. Los resultados\nde los ensayos del efecto de los oligosacáridos, indican que solo los oLi serian capaces\ndisminuir de forma significativa la proliferación celular, en concordancia con los resultados\nobtenidos in silico. Por otro lado, y mas interesante aun, cuando los oligosacáridos son\nadministrados en combinación con Doxorrubicina, tanto los oligosacárido de Liquenina\ncomo los de Xilano, son capaces de potenciar la actividad del quimioterápico. Estos\nresultados indicarían que quizás estén ejerciendo su efecto por una vía independiente de\nCD44. Estos resultados in vitro constituyen solo una prueba de concepto de los hallazgos\nrealizados in silico, pero constituyen un estimulo a futuras investigaciones en el tema

Solvents to fragments to drugs: MD applications in drug design

Simulations of molecular dynamics (MD) are playing an increasingly important role in structure-based drug discovery (SBDD). Here we review the use of MD for proteins in aqueous solvation, organic/aqueous mixed solvents (MDmix) and with small ligands, to the classic SBDD problems: Binding mode and binding free energy predictions. The simulation of proteins in their condensed state reveals solvent structures and preferential interaction sites (hot spots) on the protein surface. The information provided by water and its cosolvents can be used very effectively to understand protein ligand recognition and to improve the predictive capability of well-established methods such as molecular docking. The application of MD simulations to the study of the association of proteins with drug-like compounds is currently only possible for specific cases, as it remains computationally very expensive and labor intensive. MDmix simulations on the other hand, can be used systematically to address some of the common tasks in SBDD. With the advent of new tools and faster computers we expect to see an increase in the application of mixed solvent MD simulations to a plethora of protein targets to identify new drug candidates.Fil: Defelipe, Lucas Alfredo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. 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; ArgentinaFil: Arcon, Juan Pablo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. 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; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. Universidad de Buenos Aires; Argentina. 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; ArgentinaFil: Marti, Marcelo Adrian. Universidad de Buenos Aires; Argentina. 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; ArgentinaFil: Turjanski, Adrian. Universidad de Buenos Aires; Argentina. 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; ArgentinaFil: Barril, Xavier. Institucio Catalana de Recerca I Estudis Avancats

The Structural Biology of Galectin-Ligand Recognition: Current Advances in Modeling Tools, Protein Engineering, and Inhibitor Design

Galectins (formerly known as “S-type lectins”) are a subfamily of soluble proteins that typically bind β-galactoside carbohydrates with high specificity. They are present in many forms of life, from nematodes and fungi to animals, where they perform a wide range of functions. Particularly in humans, different types of galectins have been described differing not only in their tissue expression but also in their cellular location, oligomerization, fold architecture and carbohydrate-binding affinity. This distinct yet sometimes overlapping distributions and physicochemical attributes make them responsible for a wide variety of both intra- and extracellular functions, including tremendous importance in immunity and disease. In this review, we aim to provide a general description of galectins most important structural features, with a special focus on the molecular determinants of their carbohydrate-recognition ability. For that purpose, we structurally compare the human galectins, in light of recent mutagenesis studies and novel X-ray structures. We also offer a detailed description on how to use the solvent structure surrounding the protein as a tool to get better predictions of galectin-carbohydrate complexes, with a potential application to the rational design of glycomimetic inhibitory compounds. Finally, using Gal-1 and Gal-3 as paramount examples, we review a series of recent advances in the development of engineered galectins and galectin inhibitors, aiming to dissect the structure-activity relationship through the description of their interaction at the molecular level.Fil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Blanco Capurro, Juan Ignacio. 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; ArgentinaFil: Di Lella, Santiago. 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; ArgentinaFil: Marti, Marcelo 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; Argentin

Cosolvent-Based Protein Pharmacophore for Ligand Enrichment in Virtual Screening

Virtual screening of large compound databases, looking for potential ligands of a target protein, is a major tool in computer-aided drug discovery. Throughout the years, different techniques such as similarity searching, pharmacophore matching, or molecular docking have been applied with the aim of finding hit compounds showing appreciable affinity. Molecular dynamics simulations in mixed solvents have been shown to identify hot spots relevant for protein-drug interaction, and implementations based on this knowledge were developed to improve pharmacophore matching of small molecules, binding free-energy estimations, and docking performance in terms of pose prediction. Here, we proved in a retrospective manner that cosolvent-derived pharmacophores from molecular dynamics (solvent sites) improve the performance of docking-based virtual screening campaigns. We applied a biased docking scheme based on solvent sites to nine relevant target proteins that have a set of known ligands or actives and compounds that are, presumably, nonbinders (decoys). Our results show improvement in virtual screening performance compared to traditional docking programs both at a global level, with up to 35% increase in areas under the receiver operating characteristic curve, and in early stages, with up to a 7-fold increase in enrichment factors at 1%. However, the improvement in pose prediction of actives was less profound. The presented application makes use of the AutoDock Bias method and is the only cosolvent-derived pharmacophore technique that employs its knowledge both in the ligand conformational search algorithm and the final affinity scoring for virtual screening purposes.Fil: Arcon, Juan Pablo. 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; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. 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; ArgentinaFil: Lopez, Elias Daniel. 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; ArgentinaFil: Burastero, Osvaldo. 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; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Barril, Xavier. Universidad de Barcelona; EspañaFil: Marti, Marcelo 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; ArgentinaFil: 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; Argentin

Solvents to Fragments to Drugs: MD Applications in Drug Design

Simulations of molecular dynamics (MD) are playing an increasingly important role in structure-based drug discovery (SBDD). Here we review the use of MD for proteins in aqueous solvation, organic/aqueous mixed solvents (MDmix) and with small ligands, to the classic SBDD problems: Binding mode and binding free energy predictions. The simulation of proteins in their condensed state reveals solvent structures and preferential interaction sites (hot spots) on the protein surface. The information provided by water and its cosolvents can be used very effectively to understand protein ligand recognition and to improve the predictive capability of well-established methods such as molecular docking. The application of MD simulations to the study of the association of proteins with drug-like compounds is currently only possible for specific cases, as it remains computationally very expensive and labor intensive. MDmix simulations on the other hand, can be used systematically to address some of the common tasks in SBDD. With the advent of new tools and faster computers we expect to see an increase in the application of mixed solvent MD simulations to a plethora of protein targets to identify new drug candidates

Treatment with a new peroxisome proliferator-activated receptor gamma agonist, pyridinecarboxylic acid derivative, increases angiogenesis and reduces inflammatory mediators in the heart of Trypanosoma cruzi-infected mice

Trypanosoma cruzi infection induces an intense inflammatory response in diverse host tissues. The immune response and the microvascular abnormalities associated with infection are crucial aspects in the generation of heart damage in Chagas disease. Upon parasite uptake, macrophages, which are involved in the clearance of infection, increase inflammatory mediators, leading to parasite killing. The exacerbation of the inflammatory response may lead to tissue damage. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPAR\u3b3) is a ligand-dependent nuclear transcription factor that exerts important anti-inflammatory effects and is involved in improving endothelial functions and proangiogenic capacities. In this study, we evaluated the intermolecular interaction between PPAR\u3b3 and a new synthetic PPAR\u3b3 ligand, HP24, using virtual docking. Also, we showed that early treatment with HP24, decreases the expression of NOS2, a pro-inflammatory mediator, and stimulates proangiogenic mediators (vascular endothelial growth factor A, CD31, and Arginase I) both in macrophages and in the heart of T. cruzi-infected mice. Moreover, HP24 reduces the inflammatory response, cardiac fibrosis and the levels of inflammatory cytokines (TNF-\u3b1, interleukin 6) released by macrophages of T. cruzi-infected mice. We consider that PPAR\u3b3 agonists might be useful as coadjuvants of the antiparasitic treatment of Chagas disease, to delay, reverse, or preclude the onset of heart damage

Treatment with a New Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Gamma Agonist, Pyridinecarboxylic Acid Derivative, Increases Angiogenesis and Reduces Inflammatory Mediators in the Heart of Trypanosoma cruzi-Infected Mice

Trypanosoma cruzi infection induces an intense inflammatory response in diverse host tissues. The immune response and the microvascular abnormalities associated with infection are crucial aspects in the generation of heart damage in Chagas disease. Upon parasite uptake, macrophages, which are involved in the clearance of infection, increase inflammatory mediators, leading to parasite killing. The exacerbation of the inflammatory response may lead to tissue damage. Peroxisome proliferator-activated receptor gamma (PPARγ) is a ligand-dependent nuclear transcription factor that exerts important antiinflammatory effects and is involved in improving endothelial functions and proangiogenic capacities. In this study, we evaluated the intermolecular interaction between PPARγ anda new synthetic PPARγ ligand, HP24, using virtual docking. Also, we showed that early treatment with HP24, decreases the expression of NOS2, a pro-inflammatory mediator, and stimulates proangiogenic mediators (vascular endothelial growth factor A, CD31, and Arginase I) both in macrophages and in the heart of T. cruzi-infected mice. Moreover, HP24 reduces the inflammatory response, cardiac fbrosis and the levels of inflammatory cytokines (TNF-α, interleukin 6) released by macrophages of T. cruzi-infected mice. We consider that PPARγ agonists might be useful as coadjuvants of the antiparasitic treatment of Chagas disease, to delay, reverse, or preclude the onset of heart damage.Fil: Penas, Federico Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Carta, Davide. Università di Padova; ItaliaFil: Dmytrenko, Ganna. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Mirkin, Gerardo Ariel Isidoro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Cevey, Ágata Carolina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Rada, Maria Jimena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; ArgentinaFil: Ferlin, Maria Grazia. Università di Padova; ItaliaFil: Sales, María Elena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Centro de Estudios Farmacológicos y Botánicos; ArgentinaFil: Goren, Nora Beatriz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones en Microbiología y Parasitología Médica; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Departamento de Microbiología; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; Argentin

AutoDock Bias: improving binding mode prediction and virtual screening using known protein–ligand interactions

Summary: The performance of docking calculations can be improved by tuning parameters for the system of interest, e.g. biasing the results towards the formation of relevant protein-ligand interactions, such as known ligand pharmacophore or interaction sites derived from cosolvent molecular dynamics. AutoDock Bias is a straightforward and easy to use script-based method that allows the introduction of different types of user-defined biases for fine-tuning AutoDock4 docking calculations. Availability and implementation: AutoDock Bias is distributed with MGLTools (since version 1.5.7), and freely available on the web at http://ccsb.scripps.edu/mgltools/ or http://autodockbias.wordpress.com. Supplementary information: Supplementary data are available at Bioinformatics online.Fil: Arcon, Juan Pablo. 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; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Avendaño, Demian. 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; ArgentinaFil: Lopez, Elias Daniel. 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; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. 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; ArgentinaFil: Ambrosio, Francesca Alessandra. The Scripps Research Institute; 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; ArgentinaFil: Forli, Stefano. The Scripps Research Institute; Estados UnidosFil: Marti, Marcelo 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; Argentin

Origin and Evolution of Two Independently Duplicated Genes Encoding UDP- Glucose: Glycoprotein Glucosyltransferases in Caenorhabditis and Vertebrates

UDP- glucose: glycoprotein glucosyltransferase (UGGT) is a protein that operates as the gatekeeper for the endoplasmic reticulum (ER) quality control mechanism of glycoprotein folding. It is known that vertebrates and Caenorhabditis genomes harbor two uggt gene copies that exhibit differences in their properties.Bayesian phylogenetic inference based on 195 UGGT and UGGT-like protein sequences of an ample spectrum of eukaryotic species showed that uggt genes went through independent duplications in Caenorhabditis and vertebrates. In both lineages, the catalytic domain of the duplicated genes was subjected to a strong purifying selective pressure, while the recognition domain was subjected to episodic positive diversifying selection. Selective relaxation in the recognition domain was more pronounced in Caenorhabditis uggt-b than in vertebrates uggt-2. Structural bioinformatics analysis revealed that Caenorhabditis UGGT-b protein lacks essential sequences proposed to be involved in the recognition of unfolded proteins. When we assayed glucosyltrasferase activity of a chimeric protein composed by Caenorhabditis uggt-b recognition domain fused to S. pombe catalytic domain expressed in yeast, no activity was detected.The present results support the conservation of the UGGT activity in the catalytic domain and a putative divergent function of the recognition domain for the UGGT2 protein in vertebrates, which would have gone through a specialization process. In Caenorhabditis, uggt-b evolved under different constraints compared to uggt-a which, by means of a putative neofunctionalization process, resulted in a non-redundant paralog. The non-canonical function of uggt-b in the worm lineage highlights the need to take precautions before generalizing gene functions in model organisms.Fil: Caraballo, Diego Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; ArgentinaFil: Buzzi, Lucila Inés. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Acosta Montalvo, Ana Gabriela. 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; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Castro, Olga Alejandra. 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; ArgentinaFil: Rossi, Maria Susana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Fisiología, Biología Molecular y Neurociencias; Argentin

Folding and Dynamics Are Strongly pH-Dependent in a Psychrophile Frataxin

Protein dynamics, folding, and thermodynamics represent a central aspect of biophysical chemistry. pH, temperature, and denaturant perturbations inform our understanding of diverse contributors to stability and rates. In this work, we performed a thermodynamic analysis using a combined experimental and computational approach to gain insights into the role of electrostatics in the folding reaction of a psychrophile frataxin variant from Psychromonas ingrahamii. This folding reaction is strongly modulated by pH with a single, narrow, and well-defined transition state with ∼80% compactness, ∼70% electrostatic interactions, and ∼60% hydration shell compared to the native state (αD = 0.82, αH = 0.67, and αδCp = 0.59). Our results are best explained by a two-proton/two-state model with very different pKa values of the native and denatured states (∼5.5 and ∼8.0, respectively). As a consequence, the stability strongly increases from pH 8.0 to 6.0 (|δδG°| = 5.2 kcal mol-1), mainly because of a decrease in the TδS°. Variation of δH° and δS° at pH below 7.0 is dominated by a change in δHf= and δSf=, while at pH above 7.0, it is governed by δHu= and δSu=. Molecular dynamics simulations showed that these pH modulations could be explained by the fluctuations of two regions, rich in electrostatic contacts, whose dynamics are pH-dependent and motions are strongly correlated. Results presented herein contribute to the understanding of the stability and dynamics of this frataxin variant, pointing to an intrinsic feature of the family topology to support different folding mechanisms.Fil: González Lebrero, Rodolfo M.. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. 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; ArgentinaFil: Modenutti, Carlos Pablo. 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; ArgentinaFil: Roitberg, Adrián. University of Florida; Estados UnidosFil: Batastini, Nicolás Alejandro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Noguera, Martín Ezequiel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; ArgentinaFil: Santos, Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular; ArgentinaFil: Roman, Ernesto Andres. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas "Prof. Alejandro C. Paladini". Universidad de Buenos Aires. Facultad de Farmacia y Bioquímica. Instituto de Química y Físico-Química Biológicas; Argentin