La plaga, Dylan, Rimbaud, amics i coneguts

La Facultat de Filosofia i Lletres de la UAB publica, des de principis del confinament pel Covid-19, una sèrie de píndoles en forma de breu article, sota el títol 'Llibres i música en temps de desassossec', on es convida al lector a conèixer diferents suggeriments per a la lectura o l'audició de música, que ajudin a millorar l'estat d'ànim i aportin coneixement en moments difícils i d'incertesa per a tots. A 'Llibres i música en temps de desassossec' es poden llegir textos de professors i professores de la FacultatText publicat com a notícia a la web de la Facultat de Filosofia i Lletres de la Universitat Autònoma de Barcelona el 11/05/202

Insectes plaga i plantes, en lluita per la supervivència

A la natura hi podem observar innumerables exemples d'evolució adaptable. Un d'aquests mecanismes es pot percebre en la co-evolució d'insectes herbívors i les plantes de què s'alimenten: mentre les preses desenvolupen defenses biològiques, els depredadors reaccionen per fer-se insensibles a l'atac. Investigadors de la UAB han estudiat a fons aquest procés en un insecte lepidòpter nocturn del gènere Helicoverpa, H. zea.En la naturaleza se pueden observar innumerables ejemplos de evolución adaptativa. Uno de estos mecanismos se puede percibir en la co-evolución de insectos herbívoros y las plantas de las que se alimentan: mientras las presas desarrollan defensas biológicas para evitar la agresión de los depredadores, éstos reaccionan para hacerse insensibles al ataque. Investigadores de la UAB han estudiado a fondo este proceso en un lepidóptero nocturno del género Helicoverpa, H. Zea.In nature we can see many examples of adaptable evolution. On of these mechanisms may be seen in the co-evolution of herbivorous insects and the plants they feed on: while prey develop biological defences, the predators react to make themselves insensitive to attack. Researchers at the UAB have studied this process in depth in the case of a nocturnal lepidopteron insect of the genre Helicoverpa, H. zea

Direct interaction between a human digestive protease and the mucoadhesive poly(acrylic acid)

Carboxypeptidase A1 has been the subject of extensive research in the last 30 y and is one of the most widely studied zinc metalloenzymes. However, the three-dimensional structure of the human form of the enzyme is not yet available. This report describes the three-dimensional structure of human carboxypeptidase A1 (hCPA1) derived from crystals that belong to the tetragonal space group P43212 and diffract to 1.6 Å resolution. A description of the ternary complex hCPA1-Zn2+-poly(acrylic acid) is included as a model of the interaction of mucoadhesive polymers with proteases in the gastrointestinal tract. The direct mode of interaction between poly(acrylic acid) and the active site of the target protease was confirmed by in vitro inhibition assays. The structure was further analyzed in silico through the optimal docking-area method. The characterization of binding sites on the surface of hCPA1 and a comparison with other available carboxypeptidase structures provided further insights into the formation of multiprotein complexes and the activation mechanisms of carboxypeptidase zymogens. The high-resolution structure of hCPA1 provides an excellent template for the modelling of physiologically relevant carboxypeptidases and could also contribute to the design of specific agents for biomedical purposes

Characterization, Recombinant Production and Structure-Function Analysis of NvCI, A Picomolar Metallocarboxypeptidase Inhibitor from the Marine Snail Nerita versicolor

A very powerful proteinaceous inhibitor of metallocarboxypeptidases has been isolated from the marine snail Nerita versicolor and characterized in depth. The most abundant of four, very similar isoforms, NvCla, was taken as reference and N-terminally sequenced to obtain a 372-nucleotide band coding for the protein cDNA. The mature protein contains 53 residues and three disulphide bonds. NvCIa and the other isoforms show an exceptionally high inhibitory capacity of around 1.8 pM for human Carboxypeptidase A1 (hCPA1) and for other A-like members of the M14 CPA subfamily, whereas a twofold decrease in inhibitory potency is observed for carboxypeptidase B-like members as hCPB and hTAFIa. A recombinant form, rNvCI, was produced in high yield and HPLC, mass spectrometry and spectroscopic analyses by CD and NMR indicated its homogeneous, compact and thermally resistant nature. Using antibodies raised with rNvCI and histochemical analyses, a preferential distribution of the inhibitor in the surface regions of the animal body was observed, particularly nearby the open entrance of the shell and gut, suggesting its involvement in biological defense mechanisms. The properties of this strong, small and stable inhibitor of metallocarboxypeptidases envisage potentialities for its direct applicability, as well as leading or minimized forms, in biotechnological/biomedical uses

Procarboxipeptidasa A porcina: procés d'activació i estructura primària del segment alliberat durant la conversió del zimogen en enzim actiu. Desenvolupament de mètodes analítics complementaris

Es coneix com a segment d’activació de la procarboxipeptidasa A (PCPA) al fragment proteic situat a l’extrem N-terminal de la molècula que és separat de l’enzim actiu mitjançant activació del zimogen per proteòlisi limitada. Aquest treball té el seu fonament en l’estudi de l’estructura primària i del procés de degradació d’aquest segment d’activació durant l’activació del zimogen.. El coneixement previ sobre aquests fragments o dominis proteics era escàs a l’inici del treball. La seva llargada – aproximadament 100 residus – li conferia un interès intrínsec donat que obligava a un procés de seqüenciació i a la prèvia posada a punt d’un mètode d’anàlisi d’aminoàcids que també constitueix part del cos d’aquesta tesi. Aquest mètode es basa en la derivatització pre-columna amb clorur de dabsil i permet l’anàlisi de tots els aminoàcids proteïnogènics amb elevada reproduïbilitat i en un temps d’anàlisi estàndard de 25 min. L’estructura primària del segment d’activació de 94 aminoàcids és altament homòloga amb la d’altres espècies ja seqüenciades i presenta una elevada proporció de residus acídics i hidrofòbics. Prediccions d’estructura secundària fetes a partir de la seqüència indiquen una estructura globular compacta amb elevada proporció d’hèlix α. La PCPA porcina es presenta en forma monomèrica i en forma de complex binari amb la proproteasa E (PPE). Es va comprovar que les dues formes de PCPA són idèntiques quant a pes molecular, llargada del segment d’activació, mapes peptídics dels mateixos i activació tríptica. Tanmateix, la subunitat PPE es comporta com un modest inhibidor de l’activitat CPA, el que es reflecteix en el procés d’activació. Així, en el cas del complex binari, es produeix una inhibició inicial seguida d’una acceleració en la generació d’activitat que és probablement la conseqüència de la pertorbació inicial i la col·laboració posterior de la PPE en el procés d’activació proteolítica. Tant en la proteïna monomèrica com en el complex l’aparició del segment d’activació primari és immediata a l’inici de l’activació tríptica. Per tant, les diferències en les cinètiques i corbes d’activació són explicables a partir d’interaccions diferencials amb el segment en procés de degradació. El seguiment del procés d’activació tríptica mitjançant tècniques de HPLC i electroforesi permet observar un clar paral·lelisme entre l’aparició d’activitat i la degradació del segment, la qual es produeix de manera gradual a partir del seu extrem C-terminal. Les nostres anàlisis permeten proposar la seqüencialitat dels talls tríptics i fer una aproximació sobre les zones accessibles a l’estructura terciària, demostrant a la vegada la col·laboració de la pròpia CPA en el seu procés d’activació.Se denomina segmento de activación de la procarboxipeptidasa A (PCPA) al fragmento proteico situado en el extremo N-terminal de la molécula y que se separa de la enzima mediante activación del zimógeno por proteólisis limitada. Este trabajo se basa en el estudio de la estructura primaria y del proceso de degradación de este segmento de activación durante la activación del zimógeno. El conocimiento previo sobre estos fragmentos o dominios proteicos era escaso al inicio del trabajo. Su longitud – aproximadamente 100 residuos – le confería un interés intrínseco puesto que obligaba a un proceso de secuenciación y a la previa puesta a punto de un método de análisis de aminoácidos. Este método se basa en la derivatización pre-columna con cloruro de dabsilo y permite el análisis de todos los aminoácidos proteinogénicos con elevada reproducibilidad, en un tiempo de análisis estándar de 25 min. La estructura primaria del segmento de activación de 94 aminoácidos es altamente homóloga a la de otras especies ya secuenciadas y presenta una elevada proporción de residuos acídicos e hidrofóbicos. Predicciones de estructura secundaria hechas a partir de la secuencia indican una estructura globular compacta con elevada proporción de hélice α. La PCPA porcina se presenta en forma monomérica y en forma de complejo binario con la proproteasa E (PPE). Se comprobó que las dos formas de PCPA son idénticas en su peso molecular, longitud del segmento de activación, mapas peptídicos de los mismos y activación tríptica. La subunidad PPE se comporta como un modesto inhibidor de a actividad CPA, lo que se refleja en el proceso de activación. Así, en el caso del complejo binario, se produce una inhibición inicial seguida de una aceleración en la generación de actividad que es probablemente la consecuencia de la perturbación inicial y la colaboración posterior de la PPE en el proceso de activación proteolítica. Tanto en la proteína monomérica como en el complejo, la aparición del segmento de activación primario es inmediata al inicio de la activación tríptica. Por tanto, las diferencias en las cinéticas y curvas de activación son explicables a partir de interacciones diferenciales con el segmento en proceso de degradación. El seguimiento del proceso de activación tríptica mediante técnicas de HPLC y electroforesis permite observar un claro paralelismo entre la aparición de actividad y la degradación del segmento, la cual se produce de manera gradual a partir de su extremo C-terminal. Nuestros análisis permiten proponer la secuencialidad de los cortes trípticos y hacer una aproximación sobre les zonas accesibles en la estructura terciaria, demostrando a la vez la colaboración de la propia CPA en su proceso de activación.The activation segment of procarboxypeptidase A (PCPA) is the fragment located at the molecule’s N-terminal which is severed from the enzyme by limited proteolysis. This work is aimed at the study of its primary structure and its degradation process during proenzyme activation. Previous knowledge on this type of fragments or domains was scarce until recently. Its length, approx. 100 residues, endowed it with an intrinsic interest both to elucidate its sequence and to work out a method of amino acid analysis not previously settled in our laboratory. This method is based on pre-column derivatization with dabsyl chloride and allows for the highly reproducible analysis of all proteinogenic amino acids in a standard time of 25 min. The primary structure of the 94-residue activation segment is highly homologous to those of other already sequenced species and displays a high proportion of acidic and hydrophobic residues. Secondary structure predictions indicate the presence of a compact globular structure with a considerable proportion of α helix. Porcine PCPA is found in monomeric and complex form; in the latter case as a binary complex with proprotease E (PPE). Both PCPA forms are identical in molecular weight, length and peptide maps of the activation segment and in their tryptic activation process. The PPE subunit behaves as a modest inhibitor of CPA activity which has a consequence on the activation process. Thus, in the case of the binary complex, an initial inhibition is followed by an acceleration of activity generation that is probably the consequence of both an initial perturbation and a later collaboration of PPE in the proteolytic activation process. Both in the monomeric and the complexed protein the release of the primary activation segment is immediate to the start up of the tryptic activation, indicating that the differences in the kinetics and activation curves may be regarded as the consequence of differential interactions with the dynamically degrading segment. The follow-up of the activation process by means of HPLC chromatography and electrophoresis allows for the observation of a clear correspondence between the increase in enzyme activity and the degradation of the activation segment, which is gradual from its C-terminus. Our analyses lead us to propose a sequence of events for the tryptic hydrolysis and a possible map of accessible areas in the tertiary structure, besides confirming the collaboration of CPA in its own activation process

Prediction of "hot spots" of aggregation in disease-linked polypeptides

Background: The polypeptides involved in amyloidogenesis may be globular proteins with a defined 3D-structure or natively unfolded proteins. The first class includes polypeptides such as β2-microglobulin, lysozyme, transthyretin or the prion protein, whereas β-amyloid peptide, amylin or α-synuclein all belong to the second class. Recent studies suggest that specific regions in the proteins act as "hot spots" driving aggregation. This should be especially relevant for natively unfolded proteins or unfolded states of globular proteins as they lack significant secondary and tertiary structure and specific intra-chain interactions that can mask these aggregation-prone regions. Prediction of such sequence stretches is important since they are potential therapeutic targets. Results: In this study we exploited the experimental data obtained in an in vivo system using β-amyloid peptide as a model to derive the individual aggregation propensities of natural amino acids. These data are used to generate aggregation profiles for different disease-related polypeptides. The approach detects the presence of "hot spots" which have been already validated experimentally in the literature and provides insights into the effect of disease-linked mutations in these polypeptides. Conclusion: The proposed method might become a useful tool for the future development of sequence-targeted anti-aggregation pharmaceuticals

Procarboxipeptidasa A porcina : procés d'activació i estructura primària del segment alliberat durant la conversió del zimògen en enzim actiu : desenvolupament de mètodes analítics complementaris/

Descripció del recurs: el 21 setembre 2011Es coneix com a segment d'activació de la procarboxipeptidasa A (PCPA) al fragment proteic situat a l'extrem N-terminal de la molècula que és separat de l'enzim actiu mitjançant activació del zimogen per proteòlisi limitada. Aquest treball té el seu fonament en l'estudi de l'estructura primària i del procés de degradació d'aquest segment d'activació durant l'activació del zimogen.. El coneixement previ sobre aquests fragments o dominis proteics era escàs a l'inici del treball. La seva llargada - aproximadament 100 residus - li conferia un interès intrínsec donat que obligava a un procés de seqüenciació i a la prèvia posada a punt d'un mètode d'anàlisi d'aminoàcids que també constitueix part del cos d'aquesta tesi. Aquest mètode es basa en la derivatització pre-columna amb clorur de dabsil i permet l'anàlisi de tots els aminoàcids proteïnogènics amb elevada reproduïbilitat i en un temps d'anàlisi estàndard de 25 min. L'estructura primària del segment d'activació de 94 aminoàcids és altament homòloga amb la d'altres espècies ja seqüenciades i presenta una elevada proporció de residus acídics i hidrofòbics. Prediccions d'estructura secundària fetes a partir de la seqüència indiquen una estructura globular compacta amb elevada proporció d'hèlix α. La PCPA porcina es presenta en forma monomèrica i en forma de complex binari amb la proproteasa E (PPE). Es va comprovar que les dues formes de PCPA són idèntiques quant a pes molecular, llargada del segment d'activació, mapes peptídics dels mateixos i activació tríptica. Tanmateix, la subunitat PPE es comporta com un modest inhibidor de l'activitat CPA, el que es reflecteix en el procés d'activació. Així, en el cas del complex binari, es produeix una inhibició inicial seguida d'una acceleració en la generació d'activitat que és probablement la conseqüència de la pertorbació inicial i la col·laboració posterior de la PPE en el procés d'activació proteolítica. Tant en la proteïna monomèrica com en el complex l'aparició del segment d'activació primari és immediata a l'inici de l'activació tríptica. Per tant, les diferències en les cinètiques i corbes d'activació són explicables a partir d'interaccions diferencials amb el segment en procés de degradació. El seguiment del procés d'activació tríptica mitjançant tècniques de HPLC i electroforesi permet observar un clar paral·lelisme entre l'aparició d'activitat i la degradació del segment, la qual es produeix de manera gradual a partir del seu extrem C-terminal. Les nostres anàlisis permeten proposar la seqüencialitat dels talls tríptics i fer una aproximació sobre les zones accessibles a l'estructura terciària, demostrant a la vegada la col·laboració de la pròpia CPA en el seu procés d'activació.Se denomina segmento de activación de la procarboxipeptidasa A (PCPA) al fragmento proteico situado en el extremo N-terminal de la molécula y que se separa de la enzima mediante activación del zimógeno por proteólisis limitada. Este trabajo se basa en el estudio de la estructura primaria y del proceso de degradación de este segmento de activación durante la activación del zimógeno. El conocimiento previo sobre estos fragmentos o dominios proteicos era escaso al inicio del trabajo. Su longitud - aproximadamente 100 residuos - le confería un interés intrínseco puesto que obligaba a un proceso de secuenciación y a la previa puesta a punto de un método de análisis de aminoácidos. Este método se basa en la derivatización pre-columna con cloruro de dabsilo y permite el análisis de todos los aminoácidos proteinogénicos con elevada reproducibilidad, en un tiempo de análisis estándar de 25 min. La estructura primaria del segmento de activación de 94 aminoácidos es altamente homóloga a la de otras especies ya secuenciadas y presenta una elevada proporción de residuos acídicos e hidrofóbicos. Predicciones de estructura secundaria hechas a partir de la secuencia indican una estructura globular compacta con elevada proporción de hélice α. La PCPA porcina se presenta en forma monomérica y en forma de complejo binario con la proproteasa E (PPE). Se comprobó que las dos formas de PCPA son idénticas en su peso molecular, longitud del segmento de activación, mapas peptídicos de los mismos y activación tríptica. La subunidad PPE se comporta como un modesto inhibidor de a actividad CPA, lo que se refleja en el proceso de activación. Así, en el caso del complejo binario, se produce una inhibición inicial seguida de una aceleración en la generación de actividad que es probablemente la consecuencia de la perturbación inicial y la colaboración posterior de la PPE en el proceso de activación proteolítica. Tanto en la proteína monomérica como en el complejo, la aparición del segmento de activación primario es inmediata al inicio de la activación tríptica. Por tanto, las diferencias en las cinéticas y curvas de activación son explicables a partir de interacciones diferenciales con el segmento en proceso de degradación. El seguimiento del proceso de activación tríptica mediante técnicas de HPLC y electroforesis permite observar un claro paralelismo entre la aparición de actividad y la degradación del segmento, la cual se produce de manera gradual a partir de su extremo C-terminal. Nuestros análisis permiten proponer la secuencialidad de los cortes trípticos y hacer una aproximación sobre les zonas accesibles en la estructura terciaria, demostrando a la vez la colaboración de la propia CPA en su proceso de activación.The activation segment of procarboxypeptidase A (PCPA) is the fragment located at the molecule's N-terminal which is severed from the enzyme by limited proteolysis. This work is aimed at the study of its primary structure and its degradation process during proenzyme activation. Previous knowledge on this type of fragments or domains was scarce until recently. Its length, approx. 100 residues, endowed it with an intrinsic interest both to elucidate its sequence and to work out a method of amino acid analysis not previously settled in our laboratory. This method is based on pre-column derivatization with dabsyl chloride and allows for the highly reproducible analysis of all proteinogenic amino acids in a standard time of 25 min. The primary structure of the 94-residue activation segment is highly homologous to those of other already sequenced species and displays a high proportion of acidic and hydrophobic residues. Secondary structure predictions indicate the presence of a compact globular structure with a considerable proportion of α helix. Porcine PCPA is found in monomeric and complex form; in the latter case as a binary complex with proprotease E (PPE). Both PCPA forms are identical in molecular weight, length and peptide maps of the activation segment and in their tryptic activation process. The PPE subunit behaves as a modest inhibitor of CPA activity which has a consequence on the activation process. Thus, in the case of the binary complex, an initial inhibition is followed by an acceleration of activity generation that is probably the consequence of both an initial perturbation and a later collaboration of PPE in the proteolytic activation process. Both in the monomeric and the complexed protein the release of the primary activation segment is immediate to the start up of the tryptic activation, indicating that the differences in the kinetics and activation curves may be regarded as the consequence of differential interactions with the dynamically degrading segment. The follow-up of the activation process by means of HPLC chromatography and electrophoresis allows for the observation of a clear correspondence between the increase in enzyme activity and the degradation of the activation segment, which is gradual from its C-terminus. Our analyses lead us to propose a sequence of events for the tryptic hydrolysis and a possible map of accessible areas in the tertiary structure, besides confirming the collaboration of CPA in its own activation process

AGGRESCAN : a server for the prediction and evaluation of "hot spots" of aggregation in polypeptides

Background: Protein aggregation correlates with the development of several debilitating human disorders of growing incidence, such as Alzheimer's and Parkinson's diseases. On the biotechnological side, protein production is often hampered by the accumulation of recombinant proteins into aggregates. Thus, the development of methods to anticipate the aggregation properties of polypeptides is receiving increasing attention. AGGRESCAN is a web-based software for the prediction of aggregation-prone segments in protein sequences, the analysis of the effect of mutations on protein aggregation propensities and the comparison of the aggregation properties of different proteins or protein sets. Results: AGGRESCAN is based on an aggregation-propensity scale for natural amino acids derived from in vivo experiments and on the assumption that short and specific sequence stretches modulate protein aggregation. The algorithm is shown to identify a series of protein fragments involved in the aggregation of disease-related proteins and to predict the effect of genetic mutations on their deposition propensities. It also provides new insights into the differential aggregation properties displayed by globular proteins, natively unfolded polypeptides, amyloidogenic proteins and proteins found in bacterial inclusion bodies. Conclusion: By identifying aggregation-prone segments in proteins, AGGRESCAN http://bioinf.uab.es/aggrescan/ webcite shall facilitate (i) the identification of possible therapeutic targets for anti-depositional strategies in conformational diseases and (ii) the anticipation of aggregation phenomena during storage or recombinant production of bioactive polypeptides or polypeptide sets

Direct interaction between a human digestive protease and the mucoadhesive poly(acrylic acid)

Carboxypeptidase A1 has been the subject of extensive research in the last 30 y and is one of the most widely studied zinc metalloenzymes. However, the three-dimensional structure of the human form of the enzyme is not yet available. This report describes the three-dimensional structure of human carboxypeptidase A1 (hCPA1) derived from crystals that belong to the tetragonal space group P43212 and diffract to 1.6 Å resolution. A description of the ternary complex hCPA1-Zn2+-poly(acrylic acid) is included as a model of the interaction of mucoadhesive polymers with proteases in the gastrointestinal tract. The direct mode of interaction between poly(acrylic acid) and the active site of the target protease was confirmed by in vitro inhibition assays. The structure was further analyzed in silico through the optimal docking-area method. The characterization of binding sites on the surface of hCPA1 and a comparison with other available carboxypeptidase structures provided further insights into the formation of multiprotein complexes and the activation mechanisms of carboxypeptidase zymogens. The high-resolution structure of hCPA1 provides an excellent template for the modelling of physiologically relevant carboxypeptidases and could also contribute to the design of specific agents for biomedical purposes

Structural and functional analysis of the complex between citrate and the zinc peptidase carboxypeptidase A.

A high-resolution carboxypeptidase-Zn(2+)-citrate complex was studied by X-ray diffraction and enzyme kinetics for the first time. The citrate molecule acts as a competitive inhibitor of this benchmark zinc-dependent peptidase, chelating the catalytic zinc ion in the active site of the enzyme and inducing a conformational change such that carboxypeptidase adopts the conformation expected to occur by substrate binding. Citrate adopts an extended conformation with half of the molecule facing the zinc ion, while the other half is docked in the S1' hydrophobic specificity pocket of the enzyme, in contrast with the binding mode expected for a substrate like phenylalanine or a peptidomimetic inhibitor like benzylsuccinic acid. Combined structural and enzymatic analysis describes the characteristics of the binding of this ligand that, acting against physiologically relevant zinc-dependent proteases, may serve as a general model in the design of new drug-protecting molecules for the oral delivery of drugs of peptide origin