Els meus interessos de recerca es dediquen a investigar les bases fisicoquímiques subjacents a la relació estructura-funció de proteïnes i a les interaccions proteïna-proteïna i a com es pot aplicar aquest coneixement per obtenir una visió fonamental en sistemes complexos de rellevància biomèdica.
Així, combinant coneixements en biofísica, bioquímica, biologia molecular i cel·lular, es desenvolupa un programa de recerca amb un enfocament multidisciplinari centrat en dues àrees principals:
- Estructura de proteïnes, estabilitat i plegament.
Sobre aquest tema s'ha realitzat un estudi comparatiu de l'efecte de la temperatura i la pressió sobre l'estructura, l'estabilitat i les vies de plegament/desplegament mitjançant diverses tècniques físico-químiques (UV, CD, RMN, Raigs X) combinades amb l'enginyeria de proteïnes.
La recerca en aquest camp ha contribuït a aprofundir en el nostre coneixement en els següents objectius específics:
- Caracteritzar l'estat de transició del desplegament de proteïnes induït per la pressió.
- Per entendre millor les vies de desplegament i plegament de proteïnes mitjançant salts de temperatura de calefacció i refrigeració.
- Proporcionar una visió fonamental del procés d'oligomerització i la contribució de substitucions específiques sobre l'estabilitat de proteïnes, mitjançant la resolució de les estructures 3D de variants i oligòmers de proteïnes individuals a pressió atmosfèrica i alta.
- Bases moleculars de les activitats biològiques de les proteïnes citotòxiques.
Entre les activitats biològiques que presenten algunes ribonucleases, la citotoxicitat selectiva per a cèl·lules tumorals té un interès excepcional. Una comprensió més profunda de les bases moleculars que doten una ribonucleasa de propietats citotòxiques pot ajudar a millorar les capacitats d'aquestes toxines, i en el disseny de nous fàrmacs que es puguin utilitzar com a agents terapèutics.
En aquest àmbit hem contribuït a entendre i desenvolupar millor les qüestions següents:
- Caracteritzar la via d'interiorització de l'onconasa, una proteïna citotòxica selectiva.
- Dotar la ribonucleasa pancreàtica humana (HP-RNasa) d'activitat citotòxica.
- Dissenyar ribonucleases dissenyades amb activitat antimicrobiana adquirida "de novo" i zimògens basats en bastides d'onconasa i HP-RNasa que poden ser activades per la proteasa del VIH-1.
Més recentment, la meva atenció s'ha centrat en tecnologies com la lligadura de proteïnes expressades (EPL) i el tall i unió en trans de proteïnes (PTS) que permeten que els pèptids sintètics i les proteïnes recombinants s'uneixin quimioselectivament.
El primer enfocament obre la investigació de les proteïnes a les eines de la química orgànica permetent la incorporació selectiva i homogènia d'aminoàcids no naturals, modificacions post-traduccions o sondes isotòpiques en llocs proteics específics. Les modificacions incorporades a les proteïnes per aquesta estratègia poden proporcionar informació més precisa sobre com funcionen les proteïnes que l'enfocament clàssic d'enginyeria de proteïnes.
El tall i unió de proteïnes és un esdeveniment post-traduccional pel qual una seqüència intervinguda, anomenada inteïna, catalitza la seva eliminació d'una proteïna hoste, l'exteïna. En PTS, la inteïna es divideix en dues peces i la unió es produeix només després de la reconstitució dels dos fragments. El PTS és una alternativa a l'EPL per a la semisíntesi de proteïnes in vitro i in vivo. A més, el PTS es pot utilitzar per desenvolupar estratègies per controlar la funció de les proteïnes in vivo. Activar la síntesi postraduccional d'una proteïna diana d'una manera ajustable ens proporcionaria el control de la funció de la proteïna tant temporalment com espacialment. S'espera que aquest enfocament tingui aplicacions generalitzades per estudiar la funció de les proteïnes a l'era postgenòmica.