Antecedentes y Intereses de Investigación

El grupo de investigación de RMN biomolecular (BioNMR) forma parte del departamento de Química Inorgánica y Orgánicade la Universidad de Barcelona y está ubicado en el Parque Científico de Barcelona, junto a la Instalación Científico-Tecnológica Singular (ICTS) de RMN, la plataforma Nacional española de RMN.

El grupo utiliza métodos biofísicos, en especial RMN, así como química biológica, biología molecular y métodos computacionales para el estudio de proteínas involucradas en procesos regulatorios en los cuales la dinámica es un componente esencial.

Las proteínas intrínsecamente desordenadas (PIDs) son esenciales para la regulación de los organismos eucariotas. Las células eucariotas tienen que integrar dinámicamente múltiples estímulos y responder eficientemente. Las estrategias procariotas, ejemplificadas por el clásico operón Lac, no pueden responder a demandas tales como las asociadas al control del ciclo celular o la formación de tejidos.

Los elementos de regulaci%oacute;n clásicos están basados en variaciones del paradigma “llave-cerradura”, en los que una llave solamente abre una puerta, aunque pueda haber múltiples y sofisticadas cerraduras, La regulación mediante PID parece que, conceptualmente, puede describirse mejor como un programa de ordenador que decide, en un momento dado, que puertas pueden ser abiertas por una tarjeta con un determinado chip.

Nuestro reto es descubrir las reglas de programación y los programas concretos que explican la función de algunas PIDs. Con ello pretendemos ir más all´ del paradigma estructura-función y movernos hacia un nuevo paradigma de información-función.

Regiones desordenadas de las quinasas de la familia Src.

Actualmente estamos estudiando el dominio intrínsecamente desordenado de c-Src, una quinasa de tirosina implicada en una gran variedad de vías de señalización. Este dominio, denominado Único, está presente en todos los miembros de la familia Src (SFK) y es el principal responsable de su especificidad.

El dominio Único, junto con los dominios SH4 y SH3, forma una unidad de regulación funcional.

Las SFKs pertenecen a una importante clase de proteínas ancladas a la superficie interna de la membrana celular mediante dominios desordenados terminados en un grupo lipídico. Nuestro grupo ha propuesto la hipótesis que estas proteínas definen una frontera (“boundary layer”) con características intermedias entre las dos y las tres dimensiones que denominamos la frontera desordenada de la célula (Disordered Boundary of the Cell)

Otras líneas de investigación

Fosfatasas. Durante un largo tiempo hemos estudiado la fosfatasa de bajo peso molecular (lmw-PTP) que revierte la acción de quinasas y defosforila e inactiva a la propia c-Src. Hemos utilizado la lmw-PTP como sistema modelo para estudiar autoasociación débil mediante medidas de relajación, métodos hidrodinámicos, RMN de 129Xe, SAXS, métodos de diseño de fármacos, el efecto de la congestión molecular (crowding) y la acción de cosolutos. Actualmente también estamos estudiando calcineurina, una fosfatasa de serina/treonina dependiente de calcio.

Proteínas bacterianas y la regulación de la patogenicidad. La creciente resistencia a antibióticos constituye una grave amenaza para la salud humana. La regulación selectiva de los genes adquiridos de otras bacterias aumenta la capacidad de mantenimiento de la resistencia incluso en ausencia de antibióticos. La proteína Hha, actuando como co-regulador de H-NS, proporciona la selectividad requerida. Nuestro grupo ha obtenido información estructural y dinámica clave para entender el mecanismo de dicha selectividad. La proteína Hha es pleiotrópica y forma parte también de un sistema toxina-antitoxina que regula la formación de biofilms, otro elemento de resistencia a antibióticos. La antitoxina TomB utiliza un nuevo mecanismo químico que implica solamente interacciones transitorias.

Metodología. El grupo de RMN biomolecular contribuye al desarrollo y la aplicación de nuevas metodologías de RMN. En particular los miembros del grupo están trabajando en polarización nuclear dinámica y las propiedades de radicales libres estables. El grupo de investigación es el laboratorio de referencia de la ICTS de RMN de la cual M.Pons es el director científico.

Financiación