Para realizar su función biológica, la mayoría de las proteínas deben adoptar una conformación tridimensional. Las propiedades del medio y la secuencia de la proteína determinan el tipo de estructura formada y sus propiedades fisicoquímicas. El paisaje energético/conformacional de las proteínas está formado por todos los ensambles estructurales visitados por la cadena. En condiciones fisiológicas las proteínas adoptan el ensamble biológicamente funcional llamado estado nativo. El ensamble nativo tiene la plasticidad estructural requerida para unir y/o transformar ligandos específicos, lo cual permite a las proteínas participar en prácticamente todas las funciones biológicas como transportadores, catalizadores o transductores de energía. En condiciones ambientales adversas, como extremos en la temperatura y el pH, o en presencia de urea o sales de guanidinio, es posible observar al estado desnaturalizado, caracterizado por su poca o nula estructura definida. En ciertas ocasiones, bajo condiciones no tan agrestes, es posible detectar conformaciones que difieren de ambos estados los cuales son llamados intermediarios de plegamiento. Los intermediarios pueden formar parte de la ruta que conecta al estado nativo con el desnaturalizado, o bien, conducir a la formación de agregados solubles o fibrilares. Tanto el ensamble nativo como el desnaturalizado son mínimos de energía. Durante la transformación conformacional entre dos mínimos de energía, las proteínas visitan el estado transición; definido como el ensamble de confórmeros que se encuentran en la cima de la barrera energética que separa a los estados estables. El presente trabajo tiene como objetivo la caracterización fisicoquímica, esto es, en términos cinéticos y/o termodinámicos, de diversos confórmeros observados en el paisaje conformacional de tres proteínas modelo: 6aJL2, LAO y TIM._x000D_ 1)6aJL2. Esta proteína de 110 residuos contiene el dominio variable de la cadena ligera de la línea germinal λ 6a. Las proteínas pertenecientes a este subgrupo son frecuentemente encontradas en la amiloidosis AL. Mediante la caracterización del paisaje conformacional de 6aJL2 esperamos describir la relación entre los diversos confórmeros encontrados en el plegamiento con la formación de fibrillas amiloides. 2)LAO. La proteína de unión a Lisina, Arginina y Ornitina (LAO) pertenece a la familia de proteínas periplásmicas de unión. Este transportador une con afinidad nanomolar a los ligandos mencionados. LAO está formada por 237 residuos plegados en dos lóbulos. La unión de ligando induce un cambio conformacional en el cual los dos lóbulos de la proteína se cierran sobre éste. LAO ha sido utilizada como modelo para la creación de biosensores, sin embargo, su mecanismo de plegamiento es desconocido. Al describir el paisaje conformacional de LAO, buscamos entender la relación entre los cambios conformacionales involucrados en la formación del estado nativo y aquellos que acompañan la unión del ligando. 3)TIM. La triosafosfato isomerasa (TIM) es una enzima glicolítica formada por subunidades de ca. 250 aminoácidos, las cuales adoptan un plegamiento de barril (β/α)8. La TIM es una enzima muy eficiente, sus constantes catalíticas muestran que está limitada por difusión. En la naturaleza la TIM es generalmente dimérica. A lo largo de la escala filogenética la estructura tridimensional de la TIM está conservada, en contraste, el plegamiento de la TIM es diverso. Nuestra intención es caracterizar las propiedades catalíticas y el patrón de plegamiento de la TIM durante la evolución, para lo cual se estudiará el patrón de plegamiento de diversas especies así como de TIMs ancestrales reconstruidas mediante análisis filogenético._x000D_

6aJL2, LAO y TIM: Los modelos experimentales a estudiar._x000D_ _x000D_ Las tres secciones del proyecto tienen en común la caracterización del paisaje energético/conformacional en el plegamiento de proteínas. Esto es, la descripción en términos termodinámicos, cinéticos o estructurales de un cambio conformacional. Las contribuciones de las tres secciones del proyecto son:_x000D_ _x000D_ 1) Caracterización del estado de transición y el intermediario proamiloidogénico de 6aJL2. A partir de la caracterización de las propiedades fisicoquímicas y estructurales de estos confórmeros esperamos contribuir a nuestro conocimiento de la relación entre el plegamiento y la amiloidosis._x000D_ 2) Caracterización del plegamiento y la unión de la proteína LAO. A partir de la carcterización termodinámica de ambos fenómenos, buscamos contribuir al entendimiento de las bases moleculares que determinan la alta afinidad de esta proteína por sus ligandos así como el acoplamiento entre plegamiento y unión de ligandos._x000D_ 3) Restricciones evolutivas en el plegamiento y la catálisis de la TIM. El tercer sistema es la enzima dimérica triosafosfato isomerasa (TIM). Nuestro propósito es contribuir a la descripción de la historia evolutiva de las propiedades catalíticas y el patrón de plegamiento de la TIM. _x000D_