Dominios wwestudio del equilibrio conformacional y del reconocimiento de ligandos

Resumo

Las interacciones entre dominios modulares de reconocimiento de secuencias ricas en prolina (MRP) y sus ligandos son esenciales para el correcto funcionamiento celular. La implicación de estas interacciones en el desarrollo de numerosas patologías humanas hace de estos dominios atractivas dianas para el diseño de inhibidores específicos de sus interacciones con gran potencial terapéutico. El diseño eficaz de ligandos requiere la racionalización del proceso basada en la disección y comprensión de la naturaleza de las interacciones y de sus efectos sobre la cooperatividad y dinámica estructural. Los dominios WW son los MRP más abundantes en el genoma, se clasifican de acuerdo a motivos ricos en prolina concretos que reconocen en diferentes grupos de especificidad y se han relacionado con importantes enfermedades humanas (cáncer, distrofia muscular, síndrome de Liddle, enfermedad de Huntington y algunas enfermedades víricas como ébola, marburg, rabia, etc). Por otro lado, con la excepción de algunos estudios espectroscópicos sobre la estabilidad estructural de estos dominios, actualmente no se dispone de información sobre las características termodinámicas del equilibrio de plegamiento/desplegamiento de los mismos, que constituyen un objeto de estudio especialmente interesante ya que su pequeño tamaño y simplicidad estructural (consisten exclusivamente en una lámina beta de tres hebras antiparalelas) los sitúa en el límite de lo que puede entenderse como plegamiento cooperativo. El objetivo fundamental de la Tesis es adquirir una profunda y detallada comprensión de las reglas que determinan la afinidad y especificidad de unión de distintos dominios WW como fundamento para el desarrollo de estrategias eficientes para el diseño racional de ligandos de estos dominios y la identificación de dianas de relevancia fisiológica. El trabajo se centra fundamentalmente en los dos dominios WW del oncogén Yap65 que aparecen en tarden y están implicados en la regulación de la función biológica de Yap65 (controla el tamaño de órganos), y los dominios WW de la ubiquitina ligasa Nedd4, identificados como dianas celulares de dominios L víricos, cuyas interacciones son esenciales para la propagación de virus. Estos ligandos de alta afinidad y especificidad con capacidad de bloquear las interacciones entre dominios y sus dianas celulares podrían constituir nuevos agentes terapéuticos con alta selectividad y menores efectos secundarios que en las terapias tradicionales. Los objetivos especificos se pueden resumir en: ¿ Conocer el comportamiento en el equilibrio conformacional y la estabilidad de dominios WW pertenecientes a los diferentes grupos de especificidad mediante la caracterización termodinámico-estructural por técnicas calorimétricas y espectroscópicas. ¿ Evaluar la naturaleza y magnitud de las fuerzas que dirigen la interacción mediante técnicas calorimétricas y espectroscópicas. ¿ Analizar la influencia de la unión del ligando en el equilibrio conformacional y en la dinámica y cooperatividad estructural de los dominios para identificar los determinantes de la especificidad en el reconocimiento de secuencias ricas en prolina por dominios WW aislados y evaluar el impacto de efectos contextuales asociados a la presencia de dominios en tándem, prestando especial atención a las secuencias de conexión entre dominios.