Análisis de las funciones específicas de las proteínas que unen ácidos grasos (FABPs) de intestino

En el enterocito intestinal de mamíferos se expresan elevadas concentraciones de dos proteínas que unen ácidos grasos (FABPs): FABP intestinal (IFABP) y hepática (LFABP). Las células de intestino metabolizan una gran cantidad de lípidos dietarios y, por lo tanto, el estudio de proteínas que participan en el procesamiento de los mismos es clave para la comprensión detallada de los procesos fisiológicos y patológicos vinculados con estos compuestos. I- y LFABP poseen una estructura terciaria característica y bien conservada en la familia de las FABPs, la cual consta de 10 hojas β antiparalelas empaquetadas formando un barril β levemente elíptico y dos segmentos α-helicoidales cortos que formarían parte de un pequeño portal en la parte superior del barril. Pese a que estas dos proteínas presentan una estructura tridimensional muy similar, poseen un bajo nivel de homología en su estructura primaria. Si bien tanto IFABP como LFABP son capaces de unir ácidos grasos (FAs), presentan una serie de diferencias en cuanto al número de sitios de unión, tipo de ligandos y afinidad por los mismos. Por otra parte, estas proteínas emplean diferentes mecanismos de transferencia de FAs hacia membranas fosfolipídicas artificiales. La transferencia de FAs desde IFABP ocurre durante una interacción colisional entre la proteína y la membrana aceptora, mientras que LFABP transfiere los FAs mediante un mecanismo mediado por difusión acuosa. Más aún, se ha demostrado que el dominio α-helicoidal de IFABP desempeña un rol crítico en la determinación del mecanismo de transferencia de tipo colisional. Tomando como base estas diferencias estructurales, de unión y de cinética de transferencia del ligando, se ha propuesto que I- y LFABP tendrían funciones diferentes dentro del enterocito, tal vez contribuyendo al transporte diferencial y compartimentación de los lípidos. Con la finalidad de contribuir al estudio de las funciones específicas de IFABP y LFABP en el enterocito, en este proyecto se han abordado los siguientes objetivos específicos: a) Estudiar la relación estructura-función de los subdominios presentes en la proteína IFABP. Empleando una variante estructural de IFABP obtenida mediante proteólisis limitada, IFABP-D98D, se estudió la unión, partición de equilibrio entre proteína y membrana, velocidades y mecanismos de transferencia de ligandos e interacción proteína-membrana. b) Estudiar la unión de monoacilglicéridos (MG) a LFABP. Se analizó la capacidad de unión del ligando in vivo e in vitro y se determinó la afinidad del ligando por la proteína. c) Analizar el efecto de la disminución de la expresión de LFABP en la línea celular Caco-2, modelo de epitelio intestinal. Se estudió el efecto de la disminución de LFABP en la proliferación y diferenciación celular. Asimismo, se abordó el estudio del metabolismo lipídico, analizando la capacidad de asimilar y metabolizar el ácido oleico (OA).Facultad de Ciencias Exacta

De novo lipogenesis at the mitotic exit is used for nuclear envelope reassembly/expansion: Implications for combined chemotherapy

Mitosis has been traditionally considered a metabolically inactive phase. We have previously shown, however, that extensive alterations in lipids occur as the cells traverse mitosis, including increased de novo fatty acid (FA) and phosphatidylcholine (PtdCho) synthesis and decreased lysophospholipid content. Given the diverse structural and functional properties of these lipids, we sought to study their metabolic fate and their importance for cell cycle completion. Here we show that FA and PtdCho synthesized at the mitotic exit are destined to the nuclear envelope. Importantly, FA and PtdCho synthesis, but not the decrease in lysophospholipid content, are necessary for cell cycle completion beyond G2/M. Moreover, the presence of alternative pathways for PtdCho synthesis renders the cells less sensitive to its inhibition than to the impairment of FA synthesis. FA synthesis, thus, represents a cell cycle-related metabolic vulnerability that could be exploited for combined chemotherapy. We explored the combination of fatty acid synthase (FASN) inhibition with agents that act at different phases of the cell cycle. Our results show that the effect of FASN inhibition may be enhanced under some drug combinations.Fil: Rodriguez Sawicki, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Garcia, Karina Andrea. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Córsico, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; ArgentinaFil: Scaglia, Natalia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner"; Argentin

Interacción proteína-proteína

Las interacciones proteína-proteína (IPP) son intrínsecas a todos los procesos celulares, incluyendo la expresión génica, crecimiento celular, proliferación, asimilación de nutrientes, morfología, motilidad, comunicación intercelular y apoptosis, entre otros. Pero las células responden a un gran número de estímulos, por lo tanto la expresión celular es un proceso dinámico, aquellas proteínas que cumplen funciones específicas pueden no estar siempre expresadas o activadas. Asimismo, no todas las células son iguales, y muchas proteínas se expresan de modo dependiente del tipo celular. Estas características propias de las proteínas hacen que la investigación de las IPP sea compleja, especialmente cuando se trata de entender la función de una proteína en su contexto biológico adecuado (Golemis, 2002).Facultad de Ciencias Exacta

Creencias y cogniciones de docentes sobre el uso que hacen de las analogías para la enseñanza de la biología

In teaching and learning Biology it is frequent to resort to comparing a new topic to one already known by the students (i.e. analogy). In the present work, we were interested in knowing the teachers' perception and cognitions of these tools, both when they are used by them and when they arise spontaneously from the students. 10 semi-structured interviews were carried out with Biology teachers from the first years of secondary schools in the city of Cipolletti. From their answers we were able to know that they consider analogies to be widely used in teaching their discipline, in particular, in the first years of middle school. They believe that they are very useful, although they warn of some factors that can both enhance or hinder their effectiveness. They point out that analogies serve different functions in teaching, such as presenting a new topic or evaluating the learning process. Unlike the theories on analogical thinking, most of the analogies they recalled involve comparing the novel subject to another from a different domain or disciplinary field, which could imply that they carry out a voluntary search in their memory. Lastly, while they state that their students frequently make analogies spontaneously, they were unable to provide further information about them. The information collected contributes to a better understanding of analogical reasoning in teaching Biology, particularly in relation to the cognitive process of the teacher when using this reasoning.En la enseñanza de la Biología es frecuente que se recurra a la comparación del tópico novedoso a otro ya conocido por los/as estudiantes (i.e. analogía). En el presente trabajo nos interesó conocer las percepciones y cogniciones de los/as docentes de estas herramientas tanto cuando son utilizadas por ellos/as, como cuando surgen espontáneamente de los/as estudiantes. Se realizaron 10 entrevistas semiestructuradas a docentes de Biología de los primeros años de escuelas secundarias de la ciudad de Cipolletti. A partir de sus respuestas pudimos conocer que ellos/as consideran que las analogías son muy utilizadas en la enseñanza de su disciplina y en particular en los primeros años de escolaridad media. Creen que son de mucha utilidad, aunque advierten de algunos factores que pueden tanto potenciar como obstaculizar su efectividad. Señalan que las analogías cumplen diferentes funciones en la enseñanza, como presentar un tema nuevo o evaluar el aprendizaje. A diferencia de lo que plantean las teorías sobre el pensamiento analógico, la mayoría de las analogías que recordaron implican la comparación del tema novedoso a otro de un dominio o campo disciplinar diferente, lo que podría implicar que ellos/as realicen búsquedas esforzadas en sus memorias. Por último, si bien sostienen que sus estudiantes realizan frecuentemente analogías de manera espontánea, no pudieron ofrecer información más relevante. No obstante, estos resultados aportan un mayor conocimiento del pensamiento por analogía en la enseñanza de Biología, particularmente en relación con el proceso cognitivo del docente al utilizar este razonamiento

Análise estrutural e funcional de proteínas solúveis que ligam lipídeos de intestino e fígado

Luego de la ingesta, el epitelio del intestino delgado está encargado de asimilar grandes cantidades de nutrientes, como aminoácidos, glúcidos y ácidos grasos. Las proteínas solubles que unen lípidos cumplirían un rol determinante en este proceso, sobre todo protegiendo la integridad del tejido contra el efecto simil-detergente de los ácidos grasos provenientes de la dieta. En enterocitos se expresan dos proteínas que unen ácidos grasos de cadena larga, IFABP y LFABP, para las cuales no se conocen bien aún sus funciones específicas, o el porqué de la necesidad de dos proteínas aparentemente equivalentes. Este laboratorio se ha enfocado en el estudio comparativo de estas dos proteínas empleando distintas variantes estructurales y métodos bioquímicos, biofísicos, y de biología molecular y celular. Así, se han podido definir los determinantes moleculares de cada proteína responsables de la interacción con membranas, los mecanismos de transferencia de ligandos y los factores que modulan estas propiedades. Más recientemente, se han extendido estos ensayos a cultivos celulares donde se ha correlacionado la expresión de estas proteínas con la secreción de citoquinas, la proliferación y la diferenciación celular. El estudio de estas proteínas es de gran importancia por su potencial como blancos terapéuticos y su utilidad en el diagnóstico de injurias tisulares.After ingestion, the epithelium of the small intestine is responsible for assimilating large amounts of nutrients such as amino acids, sugars and fatty acids. Soluble lipid binding proteins fulfill a determining role in this process, especially protecting the tissue integrity against the detergent-like effect of fatty acids from the diet. Two proteins that bind long-chain fatty acids are expressed in enterocytes, IFABP and LFABP, whose specific functions are still poorly understood, or the reason for the need of two apparently equivalent proteins. Our laboratory has focused on the comparative study of these two proteins using structural variants and biochemical, biophysical, and molecular and cellular biology approaches. Thus, the molecular determinants responsible for the interaction with membranes were defined for each protein, their ligand transfer mechanism and the factors that modulate these properties. More recently, these assays have been extended to cell culture studies which correlate the expression of these proteins with cytokine secretion, cell proliferation and differentiation. The study of these proteins is of great importance due to their potential as therapeutic targets and their usefulness in the diagnosis of tissue injury.Após a ingestão, o epitélio do intestino delgado é responsável pela assimilação de uma grande quantidade de nutrientes, tais como aminoácidos, glicídios e ácidos graxos. As proteínas solúveis que ligam lipídeos desempenhariam um papel determinante neste processo, principalmente protegendo a integridade do tecido contra o efeito detergente dos ácidos graxos da dieta. Nos enterócitos se expressam duas proteínas que ligam ácidos graxos de cadeia longa, IFABP e LFABP; cujas funções específicas ainda não são muito conhecidas, ou não se conhece o motivo pelo qual são necessárias duas proteínas aparentemente equivalentes. Nosso laboratório tem se focado no estudo comparativo destas duas proteínas utilizando variantes estruturais e métodos bioquímicos, biofísicos, e de biologia molecular e celular. Assim, foi possível definir os determinantes moleculares de cada proteína responsáveis pela interação com membranas, os mecanismos da transferência de ligantes e os fatores que modulam essas propriedades. Mais recentemente, estendemos estes ensaios para culturas celulares, correlacionando a expressão destas proteínas com a secreção de citocinas, a proliferação e a diferenciação celular. O estudo destas proteínas é de grande importância por seu potencial como alvos terapêuticos e sua utilidade no diagnóstico de lesões teciduais.Fil: Falomir Lockhart, Lisandro Jorge. Max Planck Institute for Biophysical Chemistry. Laboratory of Cellular Dynamics; Alemania. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; ArgentinaFil: Córsico, Betina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; ArgentinaFil: Franchini, Gisela Raquel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; ArgentinaFil: de Gerónimo, Eduardo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; ArgentinaFil: Rodriguez Sawicki, Luciana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; ArgentinaFil: Bottasso Arias, Natalia María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata "Prof. Dr. Rodolfo R. Brenner". Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Médicas. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plata ; Argentin

¿Son las analogías una herramienta eficaz para la enseñanza? Una revisión sistemática

Introducción. En la enseñanza suele utilizarse como herramienta la comparación de dos situaciones que comparten una estructura relacional similar. Este recurso se denomina razonamiento analógico y ha sido ampliamente estudiado, aunque los conocimientos al respecto no se encuentran sistematizados. Objetivo. Realizar una revisión de los artículos empíricos referidos a la enseñanza mediante analogías y, específicamente, indagar los resultados en cuanto a su efectividad. Metodología. Se utilizó el método PRISMA-NMA para realizar una revisión bibliográfica sistemática. Las bases de datos utilizadas fueron Dialnet, DOAJ, Pubmed y ScienceDirect, introduciendo los términos de búsqueda: razonamiento analógico + enseñanza y pensamiento analógico + enseñanza, en español e inglés. Luego de aplicar los criterios de inclusión/exclusión se obtuvieron 19 artículos que contenían un total de 24 elementos muestrales. Resultados. Se encontró que estos trabajos refieren con mayor frecuencia al nivel superior y a las ciencias exactas. Además, el principal uso dado a las analogías fue la enseñanza de un concepto novedoso. Principalmente las analogías utilizadas fueron provistas por las personas investigadoras y se expusieron de manera explícita los análogos y sus puntos de comparación. Discusión. La mayoría de los estudios obtuvieron resultados positivos, lo que indicaría la utilidad de este recurso para la enseñanza. Resulta llamativo que, al contrario de lo sugerido por especialistas, la proveniencia de los análogos y el grado de explicitación de la analogía parecen no afectar su efectividad. Se encuentran como áreas de vacancia otros usos menos estudiados de las analogías y su utilización en otros niveles educativos y áreas disciplinares

Liver fatty acid-binding protein binds monoacylglycerol in vitro and in mouse liver cytosol

Liver fatty acid-binding protein (LFABP; FABP1) is expressed both in liver and intestinal mucosa. Mice null for LFABP were recently shown to have altered metabolism of not only fatty acids but also monoacylglycerol, the two major products of dietary triacylglycerol hydrolysis (Lagakos, W. S., Gajda, A. M., Agellon, L., Binas, B., Choi, V., Mandap, B., Russnak, T., Zhou, Y. X., and Storch, J. (2011) Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. 300, G803-G814). Nevertheless, the binding and transport of monoacylglycerol (MG) by LFABP are uncertain, with conflicting reports in the literature as to whether this single chain amphiphile is in fact bound by LFABP. In the present studies, gel filtration chromatography of liver cytosol from LFABP-/- mice shows the absence of the low molecular weight peak of radiolabeled monoolein present in the fractions that contain LFABP in cytosol from wild type mice, indicating that LFABP binds sn-2 MG in vivo. Furthermore, solution-state NMRspectroscopy demonstrates two molecules of sn-2 monoolein bound in the LFABP binding pocket in positions similar to those found for oleate binding. Equilibrium binding affinities are ~2-fold lower for MG compared with fatty acid. Finally, kinetic studies examining the transfer of a fluorescent MG analog show that the rate of transfer of MG is 7-fold faster from LFABP to phospholipid membranes than from membranes to membranes and occurs by an aqueous diffusion mechanism. These results provide strong support for monoacylglycerol as a physiological ligand for LFABP and further suggest that LFABP functions in the efficient intracellular transport of MG.Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plat

Análise estrutural e funcional de proteínas solúveis que ligam lipídeos de intestino e fígado

Luego de la ingesta, el epitelio del intestino delgado está encargado de asimilar grandes cantidades de nutrientes, como aminoácidos, glúcidos y ácidos grasos. Las proteínas solubles que unen lípidos cumplirían un rol determinante en este proceso, sobre todo protegiendo la integridad del tejido contra el efecto simil-detergente de los ácidos grasos provenientes de la dieta. En enterocitos se expresan dos proteínas que unen ácidos grasos de cadena larga, IFABP y LFABP, para las cuales no se conocen bien aún sus funciones específicas, o el porqué de la necesidad de dos proteínas aparentemente equivalentes. Este laboratorio se ha enfocado en el estudio comparativo de estas dos proteínas empleando distintas variantes estructurales y métodos bioquímicos, biofísicos, y de biología molecular y celular. Así, se han podido definir los determinantes moleculares de cada proteína responsables de la interacción con membranas, los mecanismos de transferencia de ligandos y los factores que modulan estas propiedades. Más recientemente, se han extendido estos ensayos a cultivos celulares donde se ha correlacionado la expresión de estas proteínas con la secreción de citoquinas, la proliferación y la diferenciación celular. El estudio de estas proteínas es de gran importancia por su potencial como blancos terapéuticos y su utilidad en el diagnóstico de injurias tisulares.After ingestion, the epithelium of the small intestine is responsible for assimilating large amounts of nutrients such as amino acids, sugars and fatty acids. Soluble lipid binding proteins fulfill a determining role in this process, especially protecting the tissue integrity against the detergent-like effect of fatty acids from the diet. Two proteins that bind long-chain fatty acids are expressed in enterocytes, IFABP and LFABP, whose specific functions are still poorly understood, or the reason for the need of two apparently equivalent proteins. Our laboratory has focused on the comparative study of these two proteins using structural variants and biochemical, biophysical, and molecular and cellular biology approaches. Thus, the molecular determinants responsible for the interaction with membranes were defined for each protein, their ligand transfer mechanism and the factors that modulate these properties. More recently, these assays have been extended to cell culture studies which correlate the expression of these proteins with cytokine secretion, cell proliferation and differentiation. The study of these proteins is of great importance due to their potential as therapeutic targets and their usefulness in the diagnosis of tissue injury.Após a ingestão, o epitélio do intestino delgado é responsável pela assimilação de uma grande quantidade de nutrientes, tais como aminoácidos, glicídios e ácidos graxos. As proteínas solúveis que ligam lipídeos desempenhariam um papel determinante neste processo, principalmente protegendo a integridade do tecido contra o efeito detergente dos ácidos graxos da dieta. Nos enterócitos se expressam duas proteínas que ligam ácidos graxos de cadeia longa, IFABP e LFABP; cujas funções específicas ainda não são muito conhecidas, ou não se conhece o motivo pelo qual são necessárias duas proteínas aparentemente equivalentes. Nosso laboratório tem se focado no estudo comparativo destas duas proteínas utilizando variantes estruturais e métodos bioquímicos, biofísicos, e de biologia molecular e celular. Assim, foi possível definir os determinantes moleculares de cada proteína responsáveis pela interação com membranas, os mecanismos da transferência de ligantes e os fatores que modulam essas propriedades. Mais recentemente, estendemos estes ensaios para culturas celulares, correlacionando a expressão destas proteínas com a secreção de citocinas, a proliferação e a diferenciação celular. O estudo destas proteínas é de grande importância por seu potencial como alvos terapêuticos e sua utilidade no diagnóstico de lesões teciduais.Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plat

Intestinal and liver fatty acid binding proteins (FABP): structural and functional analysis

We used a combination of in vitro and in cell studies to assess the differential functionality of abundantly coexpressed FABP in the enterocyte, liver and intestinal fatty acid binding proteins.Facultad de Ciencias Médica

FABP1 knockdown in human enterocytes impairs proliferation and alters lipid metabolism

Fatty Acid-Binding Proteins (FABPs) are abundant intracellular proteins that bind long chain fatty acids (FA) and have been related with inmunometabolic diseases. Intestinal epithelial cells express two isoforms of FABPs: liver FABP (LFABP or FABP1) and intestinal FABP (IFABP or FABP2). They are thought to be associated with intracellular dietary lipid transport and trafficking towards diverse cell fates. But still their specific functions are not well understood. To study FABP1's functions, we generated an FABP1 knockdown model in Caco-2 cell line by stable antisense cDNA transfection (FABP1as). In these cells FABP1 expression was reduced up to 87%. No compensatory increase in FABP2 was observed, strengthening the idea of differential functions of both isoforms. In differentiated FABP1as cells, apical administration of oleate showed a decrease in its initial uptake rate and in long term incorporation compared with control cells. FABP1 depletion also reduced basolateral oleate secretion. The secreted oleate distribution showed an increase in FA/triacylglyceride ratio compared to control cells, probably due to FABP1’s role in chylomicron assembly. Interestingly, FABP1as cells exhibited a dramatic decrease in proliferation rate. A reduction in oleate uptake as well as a decrease in its incorporation into the phospholipid fraction was observed in proliferating cells. Overall, our studies indicate that FABP1 is essential for proper lipid metabolism in differentiated enterocytes, particularly concerning fatty acids uptake and its basolateral secretion. Moreover, we show that FABP1 is required for enterocyte proliferation, suggesting that it may contribute to intestinal homeostasis.Instituto de Investigaciones Bioquímicas de La Plat