Miméticos de factores de transcripciónherramientas químicas para el estudio de modificaciones post-traduccionales de proteínas nucleares que interaccionan con adn

Resumen

La investigación que se presenta en esta memoria se enmarca dentro de un proyecto más general encaminado al diseño y síntesis de herramientas químicas que aporten luz sobre el papel que juegan las modificaciones post-traduccionales, ß-O-GlcNAc glicosilación y fosforilación, en los procesos de interacción en los cuales los factores de transcripción participan. En concreto, el objetivo de esta Tesis Doctoral es aportar nuevos datos sobre el papel que juega la modificación post-traduccional por O-ß-GlcNAc de los residuos serina y treonina en las proteínas nucleares que actúan como factores de trascripción del ADN. A pesar de que la modificación post-traduccional por O-ß-GlcNAc en las proteínas se conoce desde los años 1980 se está avanzando lentamente en la investigación sobre el papel que dicha modificación, la ß-O-GlcNAc glicosilación, juega en los procesos biológicos y en ciertas enfermedades. Esta falta de información sobre la función que desempeña ß-O-GlcNAc en las proteínas se debe, en parte, a que es un proceso muy complejo de estudiar ya que no existe una secuencia consenso definida para la glicosilación de los residuos de Serina y/o Treonina. Además, esta modificación post-traduccional por ß-O-GlcNAc es una modificación dinámica y reversible, que esta interrelacionada con la fosforilación en las proteína. Por otro lado está la problemática de aislar y purificar proteína nucleares glicosiladas debido a la gran labilidad de esta modificación, y a su interrelación con la fosforilación. La dificultad de estudio de este proceso, pone de manifiesto la importancia del desarrollo de nuevas estrategias y herramientas químicas que arrojen luz sobre el efecto de ß-O-GlcNAc en la interacción glicoproteína-ADN. Actualmente, se disponen de pocas herramientas adecuadas para el estudio de la función de la ß-O-GlcNAc glicosilación en proteínas. La mayoría de los métodos bioquímicos que se utilizan actualmente no son adecuados por ser incapaces de detectar dicha modificación en las proteínas. Este hecho nos llevó a centrar nuestros estudios en la interacción glicoproteína¿ADN, proceso que está en auge actualmente gracias a recientes avances en glicobiología. Así por ejemplo, la caracterización de glicoproteínas nucleares que actúan como factores de transcripción, en las cuales el residuo sacarídico (O-ß-GlcNAc) actúa como interruptor de la función de la glicoproteína, pone de manifiesto la importancia del desarrollo de nuevas herramientas químicas que arrojen luz sobre el efecto de la modificación post-traduccional de los factores de transcripción por O-ß-GlcNAc sobre la interacción glicoproteína-ADN. Con el objeto de poder entender la influencia de las modificaciones post-traduccionales, glicosilación y fosforilación, en el complejo sistema de regulación de los factores de transcripción es necesario un conocimiento más detallado de las interacciones que se producen en los complejos proteicos implicados en la transcripción del ADN. La transcripción y por lo tanto la expresión de los genes están, en última instancia, determinada por las múltiples interacciones, proteína-proteína y proteína-ADN, que tienen lugar entre los diferentes factores de transcripción. El papel que juegan las modificaciones post-traduccionales, glicosilación y fosforilación en las interacciones proteína-proteína y proteína-ADN durante la transcripción son muy complejas y bastante desconocidas. Por eso, la aproximación que se va a realizar en esta Tesis Doctoral, va a consistir en el diseño, síntesis y estudio de miméticos de factores de transcripción, tanto no glicosilados como glicosilados, para estudiar en detalle la influencia que tiene la modificación post-traduccional por ß-O-GlcNAc en la interacción con el ADN. Así, utilizando miméticos de factores de transcripción como modelos de este complejo proceso se pretende estudiar en detalle las bases moleculares de los factores que influyen en estos procesos de reconocimiento y con ello aportar nuevos datos sobre el papel que juega la modificación post-traduccional por ß-O-GlcNAc en la interacción con el ADN. La estrategia que se va a llevar a cabo en esta Tesis Doctoral hará uso de miméticos de factores de transcripción no glicosilados y glicosilados. Para la consecución de este objetivo es necesario: a) El diseño y síntesis de miméticos de factores de transcripción que contienen en su estructura los ¿epítopos¿ O-(ß-GlcNAc)-Ser y O-(ß-GlcNAc)-Thr que aparecen como modificaciones post-traduccionales en determinados factores de transcripción, así como sus análogos no glicosilados derivados de serina y treonina con el objeto de poder establece comparaciones. b) El estudio estructural y de interacción con ADN de los miméticos de factores de transcripción sintetizados por diversas técnicas biofísicas.