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Ver el documento (formato PDF)   Noval, María Gabriela.  "Proteínas virales intrínsecamente desordenadas: disección estructural de la oncoproteína E7 del virus del papiloma humano y de la fosfoproteína P del virus sincicial respiratorio"  (2016-04-19)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
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Resumen:
Las proteínas intrínsecamente desordenadas (IDPs) son proteínas funcionales que carecen de estructura secundaria y terciaria definidas en solución. Este tipo de categoría estructural se encuentra sobrerepresentada en proteínas virales, otorgándole multifuncionalidad y versatilidad en las interacciones que establecen. Debido a flexibilidad asociada a las distintas transiciones conformacionales que presentan, las IDPs son muy difíciles de caracterizar estructuralmente, debiéndose recurrir principalmente a técnicas de estudio en solución. En este trabajo se estudiaron dos modelos de IDPs virales: el dominio amino-terminal de la oncoproteína E7 (E7N) del virus del papiloma humano (HPV-16) y la fosfoproteína P del virus sincicial respiratorio humano (RSV). En primer lugar, utilizando un abordaje de fragmentación en conjunto con medidas de dicroismo circular y resonancia magnética nuclear, se estudiaron las tendencias conformacionales del dominio E7N. Identificamos tres regiones con estructura secundaria local y transitoria: dos α- hélices dentro de las regiones conservadas CR1 y CR2, y una región que adopta hélice de poliprolinas tipo II (PII) dentro del CR2. Las dos α-hélices se encuentran pobladas en forma parcial, representando solo al 20% de la población de moléculas de E7N. Por otro lado, demostramos que la hélice-II presenta transiciones conformacionales entre PII y α-hélice moduladas por cambios de pH. Estas regiones de estructura local coinciden con los motivos lineales de interacción descriptos para este dominio, así como con sitios que experimentan modificaciones post-traduccionales. Estas características sugieren que dichas transiciones estructurales podrían modular la accesibilidad a estos motivos, regulando la interacción con sus proteínas blanco. En segundo lugar, utilizando distintas proteínas recombinantes, demostramos por primera vez la naturaleza IDP de la proteína P de RSV. La misma contiene dos módulos intrínsecamente desordenados, los cuales presentan distinto contenido de desorden. Definimos al dominio Cterminal de P como un dominio con características en solución de tipo pre-molten globule like IDP, y al dominio N-terminal como un dominio con características de tipo random-coil like IDP. Describimos que P presenta un comportamiento térmico anómalo, conteniendo en el dominio C-terminal un elemento marginalmente estable modulable por variaciones de temperatura dentro del rango de temperaturas fisiológico. En conclusión, estos ejemplos resaltan la flexibilidad funcional inherente de las IDPs, la cual les permite ser moduladas por cambios en el entorno. Esta capacidad permite a su vez explicar la plétora de procesos biológicos en los cuales se encuentran involucradas.

Abstract:
The intrinsically disordered proteins (IDPs) are functional proteins that lack defined secondary or tertiary structure in solution. This type of structural category is overrepresented in viral proteins, giving multi-functionality and versatility in interactions. Because of the flexibility generated by the different structural transitions, the structural characterization of IDPs represents a challenging task, being necessary to use in solution techniques for their characterization. In this work we studied the structural and functional determinants of two IDP models: the human papilloma virus E7 aminoterminal IDP domain (E7N HPV-16) and the respiratory syncytial virus P phosphoprotein. First, using a fragmentation approach in combination with circular dichroism and nuclear magnetic resonance experiments we studied the conformational tendencies within the E7N domain. We identified three regions with local secondary structure: two α-helixes within the CR1 and CR2 conserved regions, and a polyproline type II helix (PII) within the CR2. The two α- helixes were partially populated, representing only the 20% of the conformational ensemble within E7N. On the other hand, we demonstrated that the Helix-II presents a conformational transition between PII and α-helix triggered by pH changes. The small linear motifs as well as the post-translational modification sites are located within the mapped local secondary structural elements within E7N, suggesting that the structural transitions within these regions modulated the accessibility of the motives and in consequence regulates the interactions with target proteins. In the second part of this thesis, we experimentally demonstrate for the first time the IDP nature of the P phosphoprotein, reveling the existence of two IDPs modules with different degree of disorder. The C-terminal domain behaves as a pre molten globule like IDP, whereas the N- terminal domain presents random coil-like IDP features. P presents a pronounced reversible secondary structure transition. We identified a marginal stable element within the C-terminal domain which could be tuned by temperature changes in the physiological range. To conclude, these examples highlights the capability of the IDPs to be modulated by changes in their environment, bringing functional flexibility that may explain the plethora of biological processes where their are involved.

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Registro:
Título : Proteínas virales intrínsecamente desordenadas: disección estructural de la oncoproteína E7 del virus del papiloma humano y de la fosfoproteína P del virus sincicial respiratorio     =    Viral intrinsically disordered proteins: structural dissection of the human papilomavirus E7 oncoprotein and the respiratory syncytial virus P phosphoprotein
Autor : Noval, María Gabriela
Director : de Prat Gay, Gonzalo
Consejero : Caramelo, Julio J.
Jurados : Wolosiuk, Ricardo A.  ; Binolfi, Andrés  ; Alvares, Diego E.
Año : 2016-04-19
Editor : Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires
Filiación : Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química Biológica
Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA) . Laboratorio de Estructura-Función e Ingeniería en Proteínas
Grado obtenido : Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Química Biológica
Ubicación : Preservación - http://digital.bl.fcen.uba.ar/gsdl-282/cgi-bin/library.cgi?a=d&c=tesis&d=Tesis_6035_Noval
Idioma : Español
Area Temática : Química / Química Biológica
Palabras claves : PROTEINAS INTRINSECAMENTE DESORDENADAS (IDPS); ONCOPROTEINA E7 HPV-16; DOMINIO E7N; VIRUS SINCICIAL RESPIRATORIO HUMANO; FOSFOPROTEINA P; FLEXIBILIDAD CONFORMACIONAL; TRANSICIONES ESTRUCTURALES ORDEN-DESORDEN; INTRINSICALLY DISORDERED PROTEINS (IDPS); HPV-16 E7 ONCOPROTEIN; E7N DOMAIN; RESPIRATORY SYNCYTIAL VIRUS; P PHOSPHOPROTEIN; CONFORMATIONAL ENSEMBLE; ORDER-DISORDER STRUCTURAL TRANSITIONS
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