Predicción in silico de los dominios estructurales de las toxinas de PS2Aa1 y PS4Aa1 implicados en el modo de acción hacia células humanas anormales.

Reta Aldaba, Fátima del Carmen (2017) Predicción in silico de los dominios estructurales de las toxinas de PS2Aa1 y PS4Aa1 implicados en el modo de acción hacia células humanas anormales. Maestría thesis, Universidad Autónoma de Nuevo León.

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Resumen

Bacillus thuringiensis es una bacteria gran positiva, formadora de esporas, la cual produce unos cristales parasporales denominadas como toxinas Cry, que son efectivas específicamente contra ciertos insectos, debido a que en al menos uno de sus dominio estructurales presentan una región que le da especificidad para ciertos tipos de receptores en las células. En contraste se tienen otras proteínas que no son insecticidas pero que presentan una actividad citotoxica contra ciertas células cancerígenas humanas, estas toxinas son llamadas parasporinas, las cuales son producidas también por diferentes cepas de Bt como inclusiones parasporales. En la actualidad se han identificado 19 tipos diferentes de parasporinas agrupándose en 6 familias. Dentro de los diferentes tipos de parasporinas destacan las familias PS2 y PS4 que han mostrado mayor toxicidad hacia las células blanco. En este trabajo fueron predichas, modificadas y modeladas in silico las estructuras de las proteínas denominadas como parasporinas PS2Aa1 y PS4Aa1. Con ayuda de diferentes herramientas bioinformáticas, estas proteínas fueron analizadas en su estructura primarias para evaluar su similitud con otras secuencias de aminoácidos, mismas que resultaron pertenecer a un grupo de proteínas formadoras de poro beta, se analizaron las características fisicoquímicas, mismas que en su mayoría fueron correspondientes las características de proteínas transmembranales. Una vez que se tuvieron esos datos, se mandaron modelar a la plataforma Raptos X, donde se arrojó la estructura tridimensional de ambas proteínas compuestas por tres dominios, el dominio I conformado por hélices alfa y láminas beta, el dominio II conformado por laminas beta y en donde se encuentra la horquilla anfipatica, y dominio III conformado por laminas beta. Estos modelos coincidían con las ya dilucidadas en investigaciones previas. Para el modelamiento in silico de las quimeras PS2 y PS4 se realizó un intercambio del dominio I entre ambas parasporinas el cual se presenta como el dominio más variable y al parecer responsable del modelado del resto de los dominios, por lo cual se sospecharía que pudiera ser el dominio para la especificidad hacia células blanco. Los dominios II y III al parecer resultan ser los dominios más conservados de las proteinas, tanto de las nativas como de las quimeras. ABSTRACT A ubiquitous Gram-positive bacterium, Bacillus thuringiensis (Bt), produces parasporal crystalline inclusions callled Cry proteins, in at least one of the structurals domains these proteins presents a specific recognized receptor for diferente types of cells. On the other hand, Bt strains have long aroused little attention, recent screenings of such strains for cytocidal activity have identified several strains that produce novel crystal proteins with preferential cytotoxicity against particular human carcinoma cells. This group of crystal proteins has been named parasporins. They have been identified 19 types of parasporin by grouping in 6 families. Within the different types of parasporins PS2 and PS4 have been well studied showing high toxicity to target cells. In this work the structures of proteins called parasporins PS2Aa1 and PS4Aa1 were predicted, modified and modeled in silico. With the help of different bioinformatic tools, these proteins were analyzed in their primary structure to evaluate their similarity with other amino acid sequences, which resulted to belong to a group of beta-pore-forming proteins. The physical and chemical parameters were analyzed, and the characteristics of transmembrane proteins were corresponding. Once these data were taken, the model was sent to the Raptos X platform, where the three-dimensional structure of both proteins composed of three domains , domain I made up of alpha helices and beta sheets, domain II conformed by beta sheets and where the amphipatic hairpin is found, and domain III conformed by beta sheets, were predicted. These models coincided with those already elucidated in previous research. For the in silico modeling of the PS2 and PS4 chimeras an exchange of the domain I between both parasporins was carried out which is presented as the most variable domain and apparently responsible for the modeling of the rest of the domains, reason why it would be suspected the domain for target cell specificity. Domains II and III appear to be the most conserved domains of both native and chimeric proteins.

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