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web del Instituto de Biología Molecular y Celular

Nombre del grupo: BIOTECNOLOGÍA DE PROTEÍNAS


Nuestro grupo desarrolla una investigación básica sobre la estructura y plegamiento de proteínas mediante la adquisición de datos estructurales y termodinámicos. Muchos de nuestros resultados se orientan a la transferencia tecnológica, más concretamente aquellos relacionados con el diseño de nuevos antibióticos y la puesta a punto de nuevos sistemas de purificación e inmovilización de proteínas recombinantes. Nuestros estudios se centran básicamente en tres líneas:

1. Diseño, selección y evaluación de nuevos antimicrobianos frente a a Streptococcus pneumoniae (neumococo) basados en moléculas pequeñas o en nanopartículas multivalentes.

2. El "tag" de afinidad C-LytA, que sirve como modelo para el estudio del plegamiento e ingeniería de proteínas con repeticiones, y constituye un eficiente "tag" de afinidad para la purificación en un sólo paso cromatográfico y la inmovilización de proteínas recombinantes, desde nano a macrosuperficies, incluyendo electrodos enzimáticos.

3.- Bioplásticos. Plásticos naturales y biodegradables de origen bacteriano que pueden constituir una alternativa al uso de derivados del petróleo. Estudiamos la estructura y función de varias proteínas implicadas en la síntesis, estabilización y degradación de estos bioplásticos, y la inmovilización de proteínas en los mismos.

La tecnología del laboratorio incluye:

- Análisis termodinámico de la estabilidad de proteínas

- Espectroscopía (absorción, fluorescencia, dicroísmo circular)

- Ingeniería de proteínas

- Nanobiotecnología

RESEARCH HIGHLIGHTS

Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Nov 9;54(46):13673-7. doi: 10.1002/anie.201505700. Epub 2015 Sep 17. Aromatic Esters of Bicyclic Amines as Antimicrobials against Streptococcus pneumoniae. Retamosa M, Díez-Martínez R, Maestro B, García-Fernández E, de Waal B, Meijer EW, García P, Sanz JM.

Nuestras investigaciones sobre las proteínas de unión a colina (CBPs) del patógeno Streptococcus pneumoniae (neumococo), causante de enfermedades como la meningitis y la neumonía, nos permitieron identificar moléculas capaces de inhibir la unión de dichos polipéptidos a la superficie bacteriana. La efectividad de estas moléculas se incrementó asímismo varios órdenes de magnitud mediante su disposición multivalente en nanopartículas dendriméricas. Todas estas moléculas provocan un efecto de muerte y lisis celular, por lo que pueden considerarse como una nueva línea de antimicrobianos frente a neumococo y que puedan solucionar los actuales problemas de resistencia a antibióticos presentados por este microorganismo.

PLoS One. 2014 Jan 31;9(1):e87995. doi: 10.1371/journal.pone.0087995. eCollection 2014. Specific and reversible immobilization of proteins tagged to the affinity polypeptide C-LytA on functionalized graphite electrodes. Bello-Gil D, Maestro B, Fonseca J, Feliu JM, Climent V, Sanz JM.

Aprovechando la afinidad de las CBPs neumocócicas por colina y análogos estructurales de la misma hemos ideado un sistema de inmovilización de enzimas sobre electrodos. Mediante este procedimiento se funcionaliza un electrodo de grafito con grupos dietilaminoetilo y éste actúa de soporte para la inmovilización rápida, fuerte y reversible de enzimas fusionadas al módulo de unión a colina C-LytA y cuyos productos de reacción puedan detectarse electroquímicamente. Este método permite la creación de biosensores "a la carta" simplemente construyendo proteínas híbridas con el módulo C-LytA.

MIEMBROS SENIOR

Jesús Miguel Sanz Morales

Manuel Sánchez Angulo (Científico visitante)

INVESTIGADORES POSTDOCTORALES

Beatriz Maestro García-Donas

ESTUDIANTES DE DOCTORADO

Emma Roig Molina

PERSONAL TÉCNICO

Maite Garzón Cabrerizo

PUBLICATIONS (ARTICLES)

  1. Angew Chem Int Ed Engl. 2015 Nov 9;54(46):13673-7. doi: 10.1002/anie.201505700. Epub 2015 Sep 17. Aromatic Esters of Bicyclic Amines as Antimicrobials against Streptococcus pneumoniae. de Gracia Retamosa M, Díez-Martínez R, Maestro B, García-Fernández E, de Waal B, Meijer EW, García P, Sanz JM.
  2. Chemistry. 2015 May 26;21(22):8076-89. doi: 10.1002/chem.201500447. Epub 2015 Apr 27.
  3. Micelle-Triggered β-Hairpin to α-Helix Transition in a 14-Residue Peptide from a Choline-Binding Repeat of the Pneumococcal Autolysin LytA. Zamora-Carreras H, Maestro B, Strandberg E, Ulrich AS, Sanz JM, Jiménez M.
  4. PLoS One. 2014 Jan 31;9(1):e87995. doi: 10.1371/journal.pone.0087995. eCollection 2014. Specific and reversible immobilization of proteins tagged to the affinity polypeptide C-LytA on functionalized graphite electrodes. Bello-Gil D, Maestro B, Fonseca J, Feliu JM, Climent V, Sanz JM.
  5. PLoS One. 2013;8(2):e56904. doi: 10.1371/journal.pone.0056904. Epub 2013 Feb 15. A new family of intrinsically disordered proteins: structural characterization of the major phasin PhaF from Pseudomonas putida KT2440. Maestro B, Galán B, Alfonso C, Rivas G, Prieto MA, Sanz JM.
  6. Chem Commun (Camb). 2011 Jun 7;47(21):5997-9. doi: 10.1039/c0cc05605g. Epub 2011 Apr 21. Choline dendrimers as generic scaffolds for the non-covalent synthesis of multivalent protein assemblies. Hernández-Rocamora VM, Reulen SW, de Waal B, Meijer EW, Sanz JM, Merkx M.
  7. Protein Eng Des Sel. 2011 Jan;24(1-2):113-22. doi: 10.1093/protein/gzq087. Epub 2010 Nov 4. Structural autonomy of a β-hairpin peptide derived from the pneumococcal choline-binding protein LytA. Maestro B, Santiveri CM, Jiménez MA, Sanz JM.
  8. Angew Chem Int Ed Engl. 2009;48(5):948-51. doi: 10.1002/anie.200803664. Multivalent choline dendrimers as potent inhibitors of pneumococcal cell-wall hydrolysis. Hernández-Rocamora VM1, Maestro B, de Waal B, Morales M, García P, Meijer EW, Merkx M, Sanz JM.

PATENTES DESARROLLADAS POR MIEMBROS DEL GRUPO

Retamosa, M.G.; Maestro, B.; Díez, R.; García, P.; Sanz, J.M.ES2526580. Uso de un compuesto de fórmula (I) como bactericida frente a Streptococcus. España. 23/10/2015. Universidad Miguel Hernández de Elche y CSIC.

Maestro B; Arévalo M; Hernández VM; Cebolla A; Sanz JM. ES2321788. Dominios de afinidad a colina para mejorar la expresión, inmovilización y purificación de polipéptidos. España. 11/03/2010. Universidad Miguel Hernández. Biomedal S.L. (Sevilla).

Sanz JM; Maestro B; Arévalo M; Velasco I; Cebolla A. ES2319844. Procedimientos de separación de proteínas recombinantes en sistemas acuosos de dos fases. España. 01/02/2010. Universidad Miguel Hernández y Biomedal S.L.. Biomedal S.L. (Sevilla). Patente extendida a Estados Unidos con referencia US8329877, a Europa con referencia EP2196470 y a Japón con referencia JP5271354