FtsZ es una proteína bacteriana esencial en el proceso de división celular. Se
localiza en la membrana interna de la célula generando un anillo en la mitad de su eje
longitudinal, donde actúa como una proteína de andamiaje reclutando a las demás
proteínas del mecanismo de división. Esta estructura denominada “anillo Z” esta
compuesta de polímeros de FtsZ, los cuales son capaces de interactuar lateralmente
generando sabanas o dobles filamentos. La polimerización se produce por la unión de
GTP al monómero de FtsZ. Dentro del filamento, FtsZ adquiere actividad GTPásica, y
tras la hidrólisis del GTP el filamento de FtsZ se desestabiliza y desensambla.
Los cambios estructurales producidos tras la hidrólisis del GTP pueden
explicarse al analizar la estructura de FtsZ, que esta compuesta por dos dominios, el
amino que contiene el sitio de unión a nucleótido del tipo Rossman y el carboxilo que
presenta un plegamiento de tipo α/β. Ambos interactúan estrechamente por medio de
una interfase hidrofóbica generada entre las sabanas plisadas de ambos dominios y la
helice H7, la que se encuentra entre ambos dominios. Esta interfase no solo tiene
relevancia funcional en el mecanismo de polimerización, sino que también juega un rol
estabilizador entre los dominios de FtsZ. Mientras que dominios de una FtsZ de
Thermotoga maritima son estables en forma independiente, los dominios de FtsZ de
Escherichia coli solo muestran estructura secundaria en presencia de agentes
estabilizantes.
Con el fin de estudiar la influencia de esta interfase de interacción en la
estabilidad de los dominios de FtsZ, se llevaron a cabo simulaciones de dinámica
molecular con un método de solvatación implícita. La utilización de este método nos
permitió efectuar simulaciones en condiciones nativas y desnaturantes (alta
temperatura) de una proteína FtsZ termófila (Methanococcus jannaschii) y una
mesófila (Pseudomonas aeruginosa) para las cuales existen estructuras cristalinas
disponibles.
Las simulaciones mostraron que en condiciones nativas ambas proteínas son
estables, sin embargo el dominio de unión a nucleótido de la proteína mesófila muestra
una menor estabilidad que el dominio de la proteína termófila. Las diferencias se
localizan en las zonas aledañas al lazo T3, involucrado en la unión del nucleótido. La forma general del desplegamiento de la proteína mesófila y termófila es muy similar,
observándose solo diferencias en la rapidez con la cual se pierde estructura
secundaria, siendo más estable la proteína termófila. Sin embargo, cálculos de
estabilidad de los núcleos hidrófobos de la interfase y los dominios, no mostraron
diferencias significativas entre los dominios aislados y las proteínas nativas. Los únicos
cambios significativos se logran al comparar las estabilidades del dominio carboxilo con
el dominio amino, donde este último muestra una mayor estabilidad. En conjunto, los
resultados sugieren una relación entre la estabilización de los dominios por medio de la
interfase de interacción y la unión del nucleótido con el mecanismo de cambio
conformacional de FtsZ.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UCHILE/oai:repositorio.uchile.cl:2250/105671 |
| Date | January 2007 |
| Creators | Sepúlveda Durán, Leonardo Andrés |
| Contributors | Monasterio Opazo, Octavio, Pérez-Acle, Tomás, Facultad de Ciencias Químicas y Farmacéuticas, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular |
| Publisher | Universidad de Chile, Programa Cybertesis |
| Source Sets | Universidad de Chile |
| Language | Spanish |
| Detected Language | Spanish |
| Type | Tesis |
| Rights | Sepúlveda Durán, Leonardo Andrés, Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Chile, http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/cl/ |
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