PAMs_x000D_ _x000D_ El surgimiento de bacterias resistentes a fármacos, ha llevado a que los antibióticos convencionales sean inefectivos frente a estos patógenos, por ello es necesario encontrar nuevas estrategias terapéuticas. Por ello diversos grupos de investigación se han enfocado en buscar alternativas de tratamiento contra bacterias resistentes. Dentro de estas alternativas se encuentran los péptidos antimicrobianos (PAM), que son parte del sistema inmune innato de muchos organismos. Estos péptidos actúan principalmente a nivel de la membrana celular, desestabilizandola y provocando lisis celular, sin embargo, las interacciones moleculares de la acción de los péptidos sobre las membranas no se conocen en detalle. Debido a la diversidad de secuencias y al tipo de estructura secundaria que adoptan, se puede decir que también son diversos en cuanto a su forma ejercer su acción con membranas de bacterias y de mamíferos. Por otra parte los datos experimentos con los que se dispone actualmente tampoco ofrecen detalles a nivel molecular de las interacciones entre PAM y membranas. En este proyecto proponemos emplear la Dinámica Molecular para el análisis de las interacciones moleculares entre el péptido antimicrobiano pandinina-2 con modelos de bicapas lipídicas. Esta información puede servir como antecedente para el diseño de nuevos péptidos con mejores capacidades terapéuticas, ya que uno de los focos de mayor interés para la investigación biomédica actual es la elucidación de los mecanismos de acción de los péptidos antimicrobianos y de los procesos biológicos que permiten a éstos actuar como verdaderos antibióticos naturales._x000D_ _x000D_ HAP_x000D_ _x000D_ La formación biológica de redes minerales es un proceso biológico complejo. Los organismos vivos generan más de 60 distintos minerales que se encuentran distribuidos en todos los phyla y su aparición se data desde el precámbrico. Las propiedades físicas de estos biomateriales superar a aquellas de materiales sintéticos semejantes, por ejemplo el nácar presente en la concha de los moluscos es 2000 veces más resistente a la fractura que el cemento Portland. ]. Hasta la fecha hoy no se ha reportado alguna estructura cristalina de las proteínas relacionadas con el proceso de biomineralización ya que estas proteínas tienen motivos correspondientes a una estructura desordenada. Estas dificultades presentan un desafío único a la predicción de la estructura de los péptidos mediante modelado molecular. Emplearemos la metodología de la Dinámica Molecular para determinar las bases de la interacción fisicoquímica entre algunos péptidos mineralizantes relacionados al proceso de biomineralización y la hidroxiapatita (HAP) [Ca10(PO4)6(OH)2]. La HAP es la fase mineral cristalina presente en los tejidos mineralizados que se encuentran en el tejido óseo y los órganos dentarios. El desarrollo de esta investigación permitirá contribuir al conocimiento de las interacciones que existen al nivel molecular entre los péptidos mineralizantes y un modelo de una laja de HAP que corresponda a alguna de las caras del cristal. El conocimiento de estas interacciones es fundamental para comprender el control biológico sobre la biomineralización._x000D_

INTERACCION ENTRE PÉPTIDOS ANTIMICROBIANOS Y MODELOS DE BICAPA LIPÍDICA_x000D_ _x000D_ A pesar del desarrollo de técnicas poderosas para la determinación de estructura molecular, tales como la cristalografía de rayos-x, la microscopía electrónica y la resonancia magnética nuclear, los mecanismos moleculares del acoplamiento y cinética de los sistemas PAM-membrana aún no están bien entendidos, debido a la variedad de modos de acción por parte de estos péptidos. Para el caso de la pandinina-2 se tienen muy pocos datos experimentales de los eventos moleculares que determinan su interacción con las membranas. Por lo tanto, la falta de datos moleculares ha impedido establecer criterios que relacionen la estructura de estos péptidos con su actividad biológica._x000D_ _x000D_ El desarrollo de esta investigación permitirá contribuir al conocimiento de las interacciones que existen al nivel molecular entre los PAM y modelos de bicapas lipídicas. Esta información puede servir como antecedente para el diseño de nuevos péptidos con mejores capacidades terapéuticas, ya que uno de los focos de mayor interés para la investigación biomédica actual es la elucidación de los mecanismos de acción de los péptidos antimicrobianos y de los procesos biológicos que permiten a éstos actuar como verdaderos antibióticos naturales. _x000D_ _x000D_ Los resultados de esta investigación serán parte de la Tesis de Maestría del Biol. José Luis Velasco Bolom, estudiante del Posgrado en Ciencias Bioquímicas de la UNAM, quien está realizando su trabajo de investigación bajo mi supervisión._x000D_ _x000D_ Asimismo, los resultados serán parte de una publicación en alguna revista internacional arbitrada de alto impacto. También se tiene contemplado realizar tareas de divulgación sobre este tema usando los canales que proporciona la Academia de Ciencias del Estado de Morelos, de la cual soy miembro activo. Y por supuesto, la presentación de los resultados parciales en algún congreso nacional o internacional._x000D_ _x000D_ INTERACCIÓN ENTRE PÉPTIDOS MINERALIZANTES Y LA HIDROXIAPATITA (HAP)_x000D_ _x000D_ Al nivel de ciencia básica, es importante el hacer notar la escasez de la información molecular disponible para las proteínas biomineralizantes en general, y en particular para las proteínas de mamíferos que controlan directamente el proceso de calcificación en tejido duro. Aún las preguntas más fundamentales acerca de cómo las proteínas interactúan con la superficie del biomineral – tal como su estructura general y orientación sobre la superficie de la HAP, o si los residuos ácidos interactuan directamente con la superficie cristalina – permanecen sin caracterizar en buena medida al nivel experimental; principalmente porque estas proteínas tienen motivos correspondientes a una estructura desordenada en disolución acuosa [Villarreal-Ramírez, 2009b] haciendo muy difícil la interpretación de los resultados._x000D_ _x000D_ Ya que existe muy poca información estructural que nos permita comprender el proceso básico de la biomineralización, y que solo se cuenta con pocos datos experimentales sobre la conformación y dinámica de macromoléculas en minerales [Stayton et al., 2003], nos proponemos realizar simulaciones de dinámica molecular para investigar la interacción entre varios péptidos mineralizantes en la superficie cristalina de una de las caras del cristal de HAP en agua (ver Figura 3). _x000D_ _x000D_ El desarrollo de esta investigación permitirá contribuir al conocimiento de las interacciones que existen al nivel molecular entre los péptidos mineralizantes y un modelo de una laja de HAP que corresponda a alguna de las caras del cristal. El conocimiento de estas interacciones es fundamental para comprender el control biológico sobre la biomineralización._x000D_ _x000D_ Obviamente hay muchas dificultades que superar, tales como el obtener, o generar, un campo de fuerza adecuado para modelar el sistema orgánico-mineral, como es este caso. Sin embargo, podemos iniciar la investigación empleando potenciales simples que otros autores han generado para este sistema [Bhowmik et al., 2007]._x000D_ _x000D_ Una evaluación precisa de las interacciones entre las interfases mineral-polímero puede ser usada para entender el comportamiento mecánico de los biomateriales compuestos (composite)._x000D_ _x000D_ Los resultados de esta investigación son parte de la estancia posdoctoral del Dr. Eduardo Villarreal Ramírez, becario de la DGAPA, quien está realizando su trabajo de investigación bajo mi supervisión._x000D_ _x000D_ Asimismo, los resultados serán parte de una publicación en alguna revista internacional arbitrada de alto impacto. También se tiene contemplado realizar tareas de divulgación sobre este tema usando los canales que proporciona la Academia de Ciencias del Estado de Morelos, de la cual soy miembro activo. Y por supuesto, la presentación de los resultados parciales en algún congreso nacional o internacional._x000D_