Author: MABEL GUZMAN RODRIGUEZ

Análisis estructural y funcional de la proteina BI-ARC perteneciente a la familia de ATPasas AAA de Bifidobacterium longum

MABEL GUZMAN RODRIGUEZ (2011)

"La familia de proteínas AAA (ATPasas Asociadas a diversas Actividades celulares) se encuentran involucradas en importantes procesos celulares como la proteólisis y el desdoblamiento-plegamiento de las proteínas. Las proteínas AAA+ se encuentran presentes en todos los reinos de vida y contienen un domino ATPásico altamente conservado, denominado módulo AAA. Este dominio posee 200 a 250 residuos de aminoácidos y lo conforman tres motivos: Walker A (reconoce el sustrato ATP), Walker B (unión al cofactor Mg+2) y una segunda región de homología (SRH) la cual distingue a estas ATPasas AAA+ de otras familias. En este proyecto nosotros utilizamos a Bifidobacterium longum como modelo de estudio para caracterizar proteínas presentes en eucariontes superiores. B. longum es una bacteria Gram positiva anaerobia obligada; ésta bacteria habita el tracto gastrointestinal en mamíferos. Los estudios de esta bacteria se han enfocado a sus efectos benéficos en la mejora del entorno intestinal, el mantenimiento del sistema inmune, en la homeostásis, el combate contra infecciones, y el favorecimiento de la fuerza ósea e inhibición de la carcinogénesis. En el genoma de Bifidobacterium longum se han localizado 30 ATPasas AAA+ hipotéticas, dentro de las cuales seleccionamos al gen hipotético IPR003593 AAA+, cuya secuencia de amino ácidos contiene 72% de identidad de los dominios AAA antes descritos. Debido a que se desconoce la función de esta proteína, se realizó la clonación y expresión del gen antes mencionado en E. coli para dilucidar su actividad enzimática, así como el análisis de su estructura tridimensional, con el objetivo de descubrir su función y participación en procesos celulares."

"The AAA+ protein family (ATPases Associated with diverse cellular Activities) is involved in important cellular processes as proteolysis and protein folding/unfolding. The AAA+ proteins are found in all kingdoms of life and have a highly conserved domain called AAA+ module. This domain has 200 to 250 amino acid residues and comprises three motifs: Walker A (recognizes the substrate ATP), Walker B (binding to the cofactor Mg+2) and a Second Region of Homology (SRH) which distinguishes these ATPases from other families. In this study we used Bifidobacterium longum as a model microorganism to dilucidate key mechanisms of the proteins present in higher eucaryotes. It is an obligated anaerobic Gram positive bacteria, that belongs to the flora of the gastrointestinal tract in mammals. Studies of this bacteria have been focused on the fact that provides beneficial effects; especially those describing his involvement in improving the intestinal environment, the maintenance of a healthy immunological system, fighting infections, the bone strength and inhibition of carcinogenesis. Bifidobacterium longum genome contains 30 hypothetical AAA+ ATPases, from these, we have selected the hypothetical gene IPR003593 AAA+, and its amino acid sequence shows 72% identity to the AAA domains above described. Due to the unknown function of this protein, the purpose of this project was to elucidate the structure and enzymatic activity by cloning and expressing the gene in E. coli to establish its function and participation in cellular processes."

Master thesis

Segunda Región de Homologia Dominios Walker A Y B Metaloproteasas Bacterias Gram Positivas Probioticos BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA MOLECULAR

Identificación y caracterización de la proteína Bl-ARC y su posible papel en el mecanismo de pupilación en Bifidobacterium longum subsp. infantis

MABEL GUZMAN RODRIGUEZ (2015)

"La administración oral de bifidobacterias promueve el mantenimiento de la flora intestinal en humanos lo que estimula la respuesta inmune y tiene efectos preventivos en cáncer. A pesar de estas características altamente relevantes, poco se sabe de los eventos moleculares en este organismo y la relación con su hospedero. En nuestro laboratorio se estudian las funciones de las ATPasas de la familia AAA (ATPases Associated with diverse cellular Activities). ATPasas AAA están involucradas en procesos celulares y moleculares clave en todos los organismos. En un estudio previo (trabajo de tesis de Maestría), localizamos el gen IPR003593 AAA+ ATPase en el genoma de Bifidobacterium longum, cuya secuencia codifica una proteína de 56.1 kDa con un dominio característico AAA. Análisis filogenético permitió posicionarla dentro del grupo ARC AAA y denominarla Bl-ARC. Alineamientos del dominio N-terminal de Bl-ARC agrupó ATPasas que participan en la vía de degradación proteínica via proteosoma como ARC de Rhodococcus erythropolis, PAN de Methanococcus jannaschii, Mpa de Mycobacterium tuberculosis y la subunidad proteosomal Rpt1 de humano. En la organización genómica de B. longum, bl-arc está flanqueado por un grupo de genes que incluyen a pafA, pup y dop involucrados en el procesamiento de sustratos en el mecanismo de pupilación. No obstante, ha sido descrito que B. longum carece de los genes que codifican las subunidades α y β proteosomales (prcA y prcB). Estas características hacen aún más interesante el estudio del procesamiento de degradación y/o control de calidad de proteínas. Análisis estructurales preliminares de Bl-ARC confirmaron la formación de un complejo molecular homo-hexamérico de 336 kDa. La caracterización enzimática evidenció además actividad ATPásica en presencia de Mg+2 y ATP y sensibilidad en presencia de N-etilmaleimida (típico de proteínas AAA). Posteriormente se analizó la proteína Pup. Resultados del análisis de dicroísmo circular evidenciaron un patrón de desorden en su secuencia de aminoácidos; esta característica le confiere mayor flexibilidad para interactuar con otras proteínas para conducirlas a degradación. Análisis in silico de las proteínas Dop y PafA revelaron la conservación de sus estructuras y sitios clave contra proteínas ortólogas. Esto permitió la predicción de mecanismos basados en su estructura-función."

"Oral administration of bifidobacteria improves intestinal flora in humans for stimulation of immune responses and possibly preventing cancer. Despite these relevant characteristics, information about molecular events is missing and the relationship along their host. In our laboratory we are studying the function of AAA proteins (ATPases Associated with diverse cellular Activities). AAA ATPases are involved in key cellular and molecular processes in all the organisms. In a previous study (M. Sc. Thesis), we found the gene IPR003593 AAA + ATPase core in Bifidobacterium longum genome. This gene codes a protein of 56.1 kDa with an AAA ATPase domain. Phylogenetic analysis positioned this sequence into the ARC AAA branch and we named it as Bl-ARC. N-terminal alignments of Bl-ARC grouped ATPases that participate in the degradation pathway via proteosome such as Rhodococcus erythropolis ARC, Archaeoglobus fulgidus PAN, Mycobacterium tuberculosis Mpa and the human proteasomal Rpt1 subunit. In the genome organization of B. longum, bl-arc is flanked by a cluster of genes that include pafA, pup and dop, all involved in substrate processing via pupylation. It has been described that B. longum lack the α y β proteosomal genes (prcA and prcB). This characteristic makes B. longum an attractive model to study the quality control of proteins and degradation processing. Preliminary structure analyses of Bl-ARC confirmed the formation of a homohexameric complex of 336 kDa. Enzymatic characterization showed Bl-ARC as an active ATPase Mg2+ and ATP dependent, and sensitive against N-ethylmaleimide (typical of AAA proteins). In addition, the Pup protein was analyzed by circular dicroism. Results showed an unruly pattern in its aminoacid sequence; this characteristic allows Pup to have flexibility to interact with other proteins and conduct them to degradation. In silico analysis of Dop and PafA revealed their structure are highly conserved against orthologues. This allowed the prediction of mechanisms based on their structure-function."

Doctoral thesis

Bifidobacterium longum Probiótico Proteínas AAA Chaperona BIOLOGÍA Y QUÍMICA CIENCIAS DE LA VIDA BIOLOGÍA MOLECULAR

Enzymatic reduction by alcohol dehydrogenase TA1316 from Thermoplasma acidophilum

Reducción enzimática por alcohol deshidrogenasa TA1316 proveniente de Thermoplasma acidophilum

MABEL GUZMAN RODRIGUEZ MARTHA LETICIA SANTOS MARTINEZ (2017)

"In this work we present the NADH-dependent Ta1316 alcohol dehydrogenese (ADH) characterization for its reducingreaction in the presence of aldehydes, ketones and keto-esters. In the presence of 2 mM acetaldehyde, Ta1316 ADHshowed a remarkable thermal activity, displaying activity at temperatures up tp 90”C and low pH with a requirement ofZ+2to reach its maximum activity. In contrast to other characterized ADHs, Ta1316 ADH reduces methyl pyruvate, analpha-ketoester as its preferred substrate. We conclude that Ta1316 ADH’s principalfunction is the reduction of substratesand is potentially an enzyme that can be used in biotechnology, as erll as in industrial applications. "

"En este trabajo presentamos la caracterización de la actividad enzimática reductora de la enzima alcohol deshidrogenasa (ADH) Ta1316 dependiente de NADH en presencia de aldehídos, cetonas y ceto ́esteres. La ADH Ta1316 mostr ́o estabilidadt ́ermica notable con actividad m ́axima a temperatura de 90”C y pH ac ́ıdico en presencia del cofactor Zn+2y acetaldeh ́ıdo2 mM. En contraste con otras ADHs caracterizadas, Ta1316 es capaz de reducir metil-piruvato, un alfa-cetoéster como susustrato preferido. Concluimos que la función principal de la Ta1316 ADH es la reducción de sustratos y es una enzima que podría ser utilizada potencialmente en aplicaciones biotecnológicas e industriales."

Article

Alcohol deshidrogenasa Ta1316 Thermoplasma acidophilum Reacción reductora Caracterización BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Mycobacterium tuberculosis TLR-2 agonists LprA, LM and Man-LAM induce notch1 and socs3 transcription

MARIO ALBERTO FLORES VALDEZ VANIA ELVIRA BONIFAZ PENA ERIKA NAHOMY MARINO MARMOLEJO CITLALLI TORNEZ BENITEZ Mabel Guzmán Rodríguez Abel Gutiérrez Ortega Letícia Santos (2011)

"Mycobacterium tuberculosis employs a number of strategies to subvert host signaling events, leading to its persistence within macrophages. Upon infection, Mycobacterium bovis BCG induce the expression of suppressor of cytokine signaling 3 (socs3), in a Toll-like receptor 2 (TLR2)-Notch1- dependent manner. Purified phosphatidyl inositol di-mannosides (a TLR2 agonist) act as an inducer for the Notch1-socs3 pathway. This prompted us to analyze other TLR2 agonists seeking for additional molecules that may affect this pathway. We found that lipoprotein LprA, as well as glycolipids lipomannan (LM), and mannose-capped lipoarabinomannan (ManLAM) treatment of murine macrophages resulted in stimulation of notch1 and socs3 transcription".

Article

BIOLOGÍA Y QUÍMICA BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Mycobacterium tuberculosis TLR2 agonists LprA, LM and Man-LAM induce notch1 and socs3 transcription

ERIKA NAHOMY MARINO MARMOLEJO CITLALLI TORNEZ BENITEZ VANIA ELVIRA BONIFAZ PENA MABEL GUZMAN RODRIGUEZ HUGO ENRIQUE LOPEZ GONZALEZ ABEL GUTIERREZ ORTEGA MARTHA LETICIA SANTOS MARTINEZ MARIO ALBERTO FLORES VALDEZ (2011)

"Mycobacterium tuberculosis employs a number of strategies to subvert host signaling events, leading to its persistence within macrophages. Upon infection, Mycobacterium bovis BCG induce the expression of suppressor of cytokine signaling 3 (socs3), in a Toll-like receptor 2 (TLR2)-Notch1-dependent manner. Purified phosphatidyl inositol di-mannosides (a TLR2 agonist) act as an inducer for the Notch1-socs3 pathway. This prompted us to analyze other TLR2 agonists seeking for additional molecules that may affect this pathway. We found that lipoprotein LprA, as well as glycolipids lipomannan (LM), and mannose-capped lipoarabinomannan (ManLAM) treatment of murine macrophages resulted in stimulation of notch1 and socs3 transcription."

Article

Mycobacterium tuberculosis Toll-like receptor 2 (TLR2) Notch1 Socs3 Innate immunity BIOLOGÍA Y QUÍMICA