Estudio por modelación molecular de la interacción del dominio C-terminal de unión a fosfotirosina de FE65 (PTB2) con la región C-terminal de APP (AICD)

Abstract

FE65 es una proteína adaptadora que actualmente se ha relacionado con la formación del péptido β-amiloide y la hiperfosforilación de tau, procesos que se ven incrementados en pacientes con Alzheimer, probablemente como consecuencia de un aumento en la actividad transcripcional de FE65. Una de las principales interacciones que se asocian con la activación de ésta proteína es la unión de su dominio PTB2 con el dominio citoplasmático de la proteína precursora del amiloide (AICD), interacción que se ve estabilizada por la proteína adaptadora 14-3-3γ. En esta tesis se llevó a cabo la construcción de un modelo por homología de PTB2 y un segmento de AICD, correspondiente a la secuencia de interacción con FE65. A partir de éstos, mediante técnicas de docking se determinó el modo conformacional de interacción más probable para el complejo, cuya interfaz de interacción fue estudiada mediante un análisis de geometrías de interacción, principalmente de formación de puentes de hidrógeno y también mediante el estudio del cambio en el área de superficie accesible a solvente entre los monómeros y el complejo. Una vez determinados los aminoácidos que interaccionan en la interfaz se realizó un estudio de la contribución de éstos en la estabilidad del complejo mediante una técnica conocida como Alanine Scanning. Se logró determinar la importancia de cada uno de estos aminoácidos en la formación del complejo, presentando así las bases necesarias para el futuro diseño de ligandos inhibidores de la interacción como estrategia farmacoterapéutica para combatir la patología del Alzheimer. A su vez se presenta un estudio preliminar de otro complejo involucrado en la interacción de FE65 y AICD, aquel formado entre 14-3-3γ con AICD, pudiendo determinar dos posibles sitios de unión. Por otra parte se realizó un breve estudio de un potencial sitio de unión de PTB2 a fosfoinositidos de membrana, interacción que se ha señalado como probable, pero cuyo posible papel en los procesos moleculares de FE65 no ha sido determinado aun.

FE65 is an adaptor protein related with both β-amyloid peptide formation and hyperphosphorilation of tau protein, processes that known to be increased in Alzheimer’s patients, probably as a consequence of an increment of transcriptional activity related with FE65. One of the most important interactions associated with the activation of this protein is the binding of its PTB2 domain with the cytoplamatic domain of amyloid precursor protein (AICD), interaction that is further stabilized by the adaptor protein 14-3-3γ. In this thesis homology models for PTB2 and a segment for AICD, corresponding to the interaction sequence with FE65 were developed. Using these models and carring out docking techniques, the conformational mode of interaction was determined for the complex, where the interaction interface was studied using geometric analysis for the interaction, such as hydrogen bond formation patterns and through the study of changes on the accessible solvent surface area between the monomers and the complex. Once the aminoacids that interact in the interface were determined, a study of the contribution to the complex stability was carried out using Alanine Scannig technique. The importance of each aminoacid in the complex formation was also determined, thus introducing the bases for the future design of inhibitors ligands for this interaction, as a pharmacotherapeutic strategy to fight against Alzheimer pathology. A preliminary study of other complex involved in the interaction between FE65 and AICD is also presented, namely the one formed between 14-3-3γ and AICD, where two possible binding sites were determined. On the other hand a brief study of a potential binding site for PTB2 towards membrane phosphoinositides, interaction that has been pointed out as probable, but where the possible role in the molecular processes of FE65 have not been addressed yet.