Mis intereses de investigación se dedican a investigar las bases fisicoquímicas subyacentes a la relación estructura-función de proteínas ya las interacciones proteína-proteína y cómo se puede aplicar este conocimiento para obtener una visión fundamental en sistemas complejos de relevancia biomédica.
Así, combinando conocimientos en biofísica, bioquímica, biología molecular y celular, se desarrolla un programa de investigación con un enfoque multidisciplinar centrado en dos áreas principales:
- Estructura de proteínas, estabilidad y plegamiento.
Al respecto se ha realizado un estudio comparativo del efecto de la temperatura y la presión sobre la estructura, la estabilidad y las vías de plegamiento/despliegue mediante diversas técnicas físico-químicas (UV, CD, RMN, Rayos X ) combinadas con la ingeniería de proteínas.
La investigación en este campo ha contribuido a profundizar en nuestro conocimiento en los siguientes objetivos específicos:
- Caracterizar el estado de transición del despliegue de proteínas inducido por la presión.
- Para entender mejor las vías de despliegue y plegamiento de proteínas mediante saltos de temperatura de calefacción y refrigeración.
- Proporcionar una visión fundamental del proceso de oligomerización y la contribución de sustituciones específicas sobre la estabilidad de proteínas, mediante la resolución de las estructuras 3D de variantes y oligómeros de proteínas individuales a presión atmosférica y alta.
- Bases moleculares de las actividades biológicas de las proteínas citotóxicas.
Entre las actividades biológicas que presentan algunas ribonucleasas, la citotoxicidad selectiva para células tumorales tiene un interés excepcional. Una comprensión más profunda de las bases moleculares que dotan a una ribonucleasa de propiedades citotóxicas puede ayudar a mejorar las capacidades de estas toxinas, y en el diseño de nuevos fármacos que se puedan utilizar como agentes terapéuticos.
En este ámbito hemos contribuido a entender y desarrollar mejor las siguientes cuestiones:
- Caracterizar la vía de interiorización de la onconasa, una proteína citotóxica selectiva.
- Dotar a la ribonucleasa pancreática humana (HP-RNasa) de actividad citotóxica.
- Diseñar ribonucleasas diseñadas con actividad antimicrobiana adquirida "de novo" y zimógenos basados en andamios de onconasa y HP-RNasa que pueden ser activadas por la proteasa del VIH-1.
Más recientemente, mi atención se ha centrado en tecnologías como la ligadura de proteínas expresadas (EPL) y el corte y unión en trans de proteínas (PTS) que permiten que los péptidos sintéticos y las proteínas recombinantes se unan quimioselectivamente.
El primer enfoque abre la investigación de las proteínas en las herramientas de la química orgánica permitiendo la incorporación selectiva y homogénea de aminoácidos no naturales, modificaciones post-traduccionales o sondas isotópicas en lugares proteicos específicos. Las modificaciones incorporadas en las proteínas por esta estrategia pueden proporcionar información más precisa sobre cómo funcionan las proteínas que el enfoque clásico de ingeniería de proteínas.
El corte y unión de proteínas es un evento post-traduccional por el que una secuencia intervenida, llamada inteína, cataliza su eliminación de una proteína huésped, la exteína. En PTS, la inteína se divide en dos piezas y la unión se produce sólo después de la reconstitución de ambos fragmentos. El PTS es una alternativa a la EPL para la semisíntesis de proteínas in vitro e in vivo. Además, el PTS puede utilizarse para desarrollar estrategias para controlar la función de las proteínas in vivo. Activar la síntesis postraduccional de una proteína diana de forma ajustable nos proporcionaría el control de la función de la proteína tanto temporal como espacialmente. Se espera que este enfoque tenga aplicaciones generalizadas para estudiar la función de las proteínas en la era posgenómica.