Reconocimiento molecular basado en técnicas en RMN

Resumen

El reconocimiento molecular está presente en numerosos procesos vitales y relevantes para la salud. El conocimiento de la comunicación intermolecular a nivel estructural es de especial interés para el entendimiento de procesos biológicos. De entre la gran variedad de técnicas aplicadas al reconocimiento molecular, la Resonancia Magnética Nuclear (RMN) proporciona información valiosa a diferentes niveles de los biocomplejos formados. En esta Tesis, se ha aplicado extensamente la RMN para estudiar una variedad de procesos de reconocimiento molecular permitiendo recopilar información sobre las características del reconocimiento molecular de estos eventos. El objetivo general de la Tesis es la aplicación de métodos basados en RMN desde el punto vista del ligando y del receptor para el estudio de interacciones de ligandos de diversa naturaleza química con receptores de interés biológico y biomédico. Se ha hecho especial hincapié en desentrañar los fenómenos de interacción de carbohidratos. Hoy en día, resulta evidente que los carbohidratos juegan un papel importante en numerosos procesos biológicos siendo capaces de transmitir ingente cantidad de información biológica. Los carbohidratos del glicocalix y su entorno se encuentran a menudo implicados en importantes procesos de reconocimiento molecular estableciendo interacciones con anticuerpos, proteínas, virus, células, bacterias¿ que desencadenan una variedad de procesos de interés fisiológico y patológico. Mediante la aplicación de estrategias de RMN, se ha estudiado diferentes sistemas carbohidrato receptor: i)El análisis del reconocimiento de miméticos sintéticos de antígeno Tn reveló un modo de unión similar al modelo de referencia con diferentes lectinas; ii)Se ha demostrado el carácter bifuncional de un glicano sintético unido a un inhibidor de proteasa y su capacidad para dirigir simultáneamente diferentes proteínas. iii)La especificidad de la interacción de anticuerpos monoclonales dirigidos al xenoantígeno se ha deducido por STD revelando la existencia de diferentes afinidades para el xenoantígeno ¿gal y una serie de anticuerpos. También se ha mostrado la especificidad anomérica de la interacción del antígeno de ác. Nglicolilneuramínico con diferentes anticuerpos. iv)El modo de unión de diferentes cepas de hemaglutinina del virus de la gripe hacia los epítopos del ácido siálico también ha sido elucidado por STD. Los datos experimentales, combinados con los cálculos de docking, han revelado la existencia de distintos modos de unión, dependiendo de la regioquímica del enlace Neu5Ac. De manera paralela, también se han utilizado métodos de RMN análogos en el campo de la dinámica de proteínas. Dado que los procesos biológicos son inherentemente dinámicos, el entendimiento de este dinamismo es de suma importancia para monitorizar, explicar y modular los eventos de unión y reconocimiento molecular. En este contexto, la RMN proporciona estrategias para obtener información sobre el comportamiento conformacional de ligandos y receptores en sus estados libres y enlazados. Además, la RMN también se ha aplicado a sistemas químicos dinámicos, como la deconvolución de la interacción de bibliotecas combinatorias dinámicas con receptores, en el que se producen múltiples reacciones reversibles. En particular, i)Se han aplicado métodos de RMN para estudiar el orden de dominios de proteínas mediante el análisis de los parámetros dinámicos de RMN del factor de transcripción CHOP. ii)Se ha realizado análisis conformacional por RMN basado en experimentos trNOESY de un derivado sintético de epotilona unido a tubulina revelando un modo de unión similar al de la epotilona A. iii)La interacción de una familia de moléculas con el ADN se ha caracterizado mediante RMN mostrando especificidad por regiones ricas en A y T iv)Por último, la aplicación de métodos de RMN al estudio de una química combinatoria dinámica en presencia de Frequenin2 ha permitido la identificación directa de nuevos ligandos.