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del Laboratorio
Dr. Mario L. Calcagno 
calcagno@bq.unam.mx
Ingeniería de proteínas aplicada al
estudio de la función enzimática.
RESUMEN
El estudio de la relación entre la estructura de las enzimas y su
función, es un campo de investigación muy activo en la actualidad.
Nuestro laboratorio investiga las bases estructurales de la función
enzimática empleando como modelo experimental algunas enzimas solubles
de la vía de utilización de los aminoazúcares, principalmente
la glucosamina 6-fosfato desaminasa (E.C. 5.3.1.10) recombinante
humana y de Escherichia coli y la N-acetilglucosamina 6-fosfato
desacetilasa (E.C. 3.5.1.25) de E. coli. El principal interés
del laboratorio es el de comprender el mecanismo catalítico de las
enzimas mencionadas, y en especial el de revelar la dinámica y el
mecanismo de la transición alostérica de la glucosamina 6-P
desaminasa. Esta enzima convierte reversiblemente la glucosamina 6-P en
fructosa 6-P y es activada por la N-acetilglucosamina 6-P. La enzima
es un hexámero de seis subunidades iguales, cuya estructura ha sido
resuelta por métodos cristalográficos (ver publicaciones
citadas). El estudio de la función de esta enzima en nuestro laboratorio
se aborda a través de metodologías muy diversas, que incluyen
la mutagénesis dirigida, la modificación química específica
(mutación química), y estudios fisicoquímicos, cinéticos
y estructurales de las mutantes construidas. La modificación programada
de las moléculas silvestres de estas enzimas, se complementa con
el estudio de las variates naturales, especialmente el diferente
tipo de regulación alostérica que se encuentra en la desaminasas
de diferentes organismos. La construcción de mutantes sitio-específicas
nos ha permitido obtener nuevas desaminasas con diferente comportamiento
alostérico, como por ejemplo mutantes de la enzima bacteriana que
tienen una regulación semejante a la enzima de mamífero.
Este estudio nos está proporcionando mucha información sobre
la dinámica de la transición alostérica y sus diferentes
modalidades, así como sus adaptaciones evolutivas.
PARTICIPANTES
COLABORACIONES:
-
Dra. Myriam M. Altamirano, (ingeniería y diseño de proteínas);
-
Dra. Jacqueline A Plumbridge, (genética y biología molecular
de E. coli);
-
Dr. Eduardo Horjales, (cristalografía y modelización);
PUBLICACIONES
1. Altamirano, M.M., Plumbridge, J.A., and Calcagno, M.L. (1993) Glucosamine-6-phosphate
deaminase from Escherichia coli has trimer of dimers structure with three
intersubunit disulfides. Biochem. J. 295: 645-648.
2. Altamirano, M.M., Hernández-Arana, A., Tello-Solís,
S., and Calcagno, M.L. (1994) Spectrochemical evidences for the presence
of a tyrosyl residue in the allosteric site of glucosamine-6-phosphate
deaminase from Escherichia coli. Eur. J. Biochem. 220: 409-413
3. Altamirano, M.M., Plumbridge, J.A., Horjales, E. and Calcagno, M.L
(1995). Asymmetric allosteric activation of Escherichia coli glucosamine
6-phosphate deaminase produced by replacements of Tyr 121. Biochemistry
34, 6074-6082
4. Oliva, G., Fontes, M.R.M., Garratt, R.C., Altamirano, M.M., Calcagno,
M.L. y Horjales, E. (1995) Structure and catalytic mechanism of glucosamine-6-phosphate
deaminase from Escherichia coli. at 2.1Å resolution. Structure
3: 1323-1332.
5. Souza, José M., Plumbridge, J.A. y Calcagno, M.L
N-Acetylglucosamine 6-phosphate deacetylase from Escherichia coli:
molecular and kinetic properties. Arch. Biochem. Biophys. (1997)
340 : 338-346.
6. Montero-Morán Gabriela M., Horjales, E, Calcagno M.L. y Altamirano
M.M.
Tyr254 hydroxyl group acts as a two-way switch mechanism in the coupling
of heterotropic and homotropic effects in Escherichia coli glucosamine-6-phosphate
deaminase. Biochemistry (1998) 37:7844-7849.
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