En este proyecto deseamos expresar proteínas de bajo peso molecular (<10 KDa) con un alto contenido en puentes disulfuro (PD). Estas proteínas las hemos dividido en dos tipos de acuerdo a su función biológica. El tipo 1 son beta-defensinas y actúan sobre la membrana celular lipídica de bacterias, y el tipo 2, son neurotoxinas de arácnidos y actúan sobre receptores (canales iónicos) embebidos en la membrana celular de células eucaryotes. Las beta-defensinas humanas (30-40 amino ácidos) contienen 6 cisteínas las cuales forman 3 PD, y las neurotoxinas de arácnidos (30-70 amino ácidos) contienen 6 u 8 cisteínas las cuales forman 3 ó 4 PD. Los péptidos a expresar son las beta-defensinas humanas HBD-2 y HBD-9, y las neurotoxinas de arácnidos ha expresar son la Magi4 y variantes de CssII (afectan canales de sodio dependientes de voltaje de mamíferos), además la PaluIT1 y Br1 (afectan canales de sodio dependientes de voltaje de insectos). Las variantes de la neurotoxina CssII se utilizarán para estudios de estructura-función, esto es, se generarán variantes de CssII para determinar cuáles son los residuos de amino ácidos importantes para la función y reconocimiento hacia su receptor, que son los canales de sodio dependientes de voltaje. La expresión de estos dos tipos de proteínas se realizará en el sistema procariote de Escherichia coli. De acuerdo a nuestra experiencia, una ventaja de la expresión en este sistema es la que las proteínas con más de 2 puentes disulfuro forman cuerpos de inclusión lo cual favorece el rendimiento de estas, y además se favorece la extracción y el rendimiento de la proteína a expresar (Estrada et al., 2007). Como una limitante en este sistema de expresión es el plegamiento de la proteína, este proceso se realizará en condiciones in vitro. En esencia, el proyecto propone generar conocimiento en la expresión de proteínas ricas en puentes disulfuro y en la factibilidad de su plegamiento in vitro, ya que el arreglo incorrecto de los puentes disulfuro es una limitante para la expresión funcional de proteínas de este tipo (Estrada et al., 2007). En este trabajo también existe un potencial clínico, ya que las neurotoxinas Magi4 y CssII (provenientes del veneno de la araña Macrothele gigas y del alacrán Centruroides suffusus suffusus) son de las más tóxicas al humano y estas neurotoxinas pueden ser base para la generación de antivenenos, así mismo las beta-defensinas pueden ser una alternativa en la búsqueda de nuevos antibióticos para uso humano. Este proyecto también pretende formar a dos maestros y un doctor en Ciencias Bioquímicas, los cuales ya han sido aceptados en el programa de postgrado en Ciencias Bioquímicas en el Instituto de Biotecnología.

1. Formación de recursos humanos 2 maestros y 1 doctor en Ciencias Bioquímicas. 2. Generación de moléculas con el potencial de tener alto valor agregado para su eventual aplicación en la industria farmacéutica. Un método de expresión de proteínas pequeñas ó péptidos con alto contenido en puentes disulfuro que tengan un alto potencial comercial, y valor agregado, para ser usadas en clínica como antibióticos (beta-defensinas humanas), inmunógenos para la producción de antivenenos (neurotoxinas de alacranes y arañas que afectan humanos) y prototipos de bioinsecticidas (neurotoxinas de arácnidos específicos para insectos). 3. Generación de conocimiento en términos de la función de los antibióticos peptídicos y membranas celulares. Así mismo, generación de conocimiento en cuanto a la función de microbicidas en membranas de bacterias y levaduras. 4. Innovación tecnológica en la producción de ligandos naturales (antibióticos peptídicos y neurotoxinas) mediante la técnica de ADN recombinante. La misma metodología se pueda aplicar para la generación de moléculas genéticamente manipuladas para su uso terapéutico. 5. De ser exitoso, un sistema de producción de antibióticos peptídicos que pueda ser transferible a la iniciativa privada para fines comerciales.