Análisis de los residuos de aminoácidos involucrados en el reconocimiento de B- Y y- tubulina por la Chaperonina cct.

Abstract

Durante las ultimas décadas se ha descubierto un número creciente de proteínas cuyo plegamiento es mediado por un complejo compuesto por ocho subunidades llamado chaperonina. Los sustratos de este complejo comprenden una amplia diversidad de proteínas, abarcando diferentes funciones, muchas veces esenciales para la mantenci6n de la fisiología celular. En eucariontes, entre los sustratos plegados por la chaperonina CCT (Chaperonin Containing TCP1), se encuentra una proteína que pertenece al citoesqueleto de la c6lula 'llamada tubulina. Experimentos de inmuno precipitación de p6ptidos de tubulina indican que ciertas regiones tienen una mayor afinidad con CCT, y mediante experimentos de microscopia electr6nica se ha podido determinar que existe un patr6n de interacci6n entre tubulina y CCT. Lamentablemente, ninguno de estos m6todos ha permitido dilucidar los residuos involucrados en las interacciones entre estas proteínas. Sin embargo, se conoce que la superficie electrostática e hidrofóbica involucrada en la interaccion con los sustratos de la chaperonina CCT es heterog6nea a diferencia de otras chaperoninas en procariontes o arqueas en que es principalmente hidrofóbica y homog6nea. Esta evidencia demuestra que podría existir una especificidad de reconocimiento de las tubulinas por la CCT. Lo cual debería verse reflejado por mutaciones o conservacion de residuos específicos en ambas proteínas, a trav6s de un análisis de sus alineamientos múltiples de secuencias (MSA) En este trabajo se usaron dos m5todos bioinformáticos para lograr identificar los

residuos involucrados en la interaccion entre tubulina y CCT, específicamente en las tubulinas 8 y 7. El primer metodo corresponde al análisis de mutaciones correlacionadas (Correlated Mutations Analysis, CMA) con el cual se obtuvieron los residuos mutados que se correlacionan en tubulina y CCT, para obtener pares de residuos relacionados con su estructura y funcionalidad. El segundo método es el análisis de armonía de secuencias (Sequence Harmony, SH), con el cual se determinan residuos conservados que caracterizan a un grupo de proteínas dentro de una familia de proteínas, para obtener los residuos conservados de 8- y y-tubulina que no se encuentran en la tubulina bacteriana BtubB (cuyo plegamiento no es mediado por chaperonina). De este modo se obtuvo los residuos que estarían implicados en el reconocimiento de tubulina por CCT. Se utilizaron las herramientas bioinformáticas: BLAST+, MAFFT y Multi-Harmony; los algoritmos para calcular mutaciones correlacionadas: Mlp y Pcca; y las bases de datos: CDD y UniprotKB (Swiss-Prot y TrEMBL). Se usaron programas para manejar estas herramientas escritos con el lenguaje de programacion Python. De esta forma se logro comprobar que el algoritmo Mlp posee una mayor precision para determinar pares de residuos correlacionados en contacto físico al usar diferentes MSAs de las bases de datos con bajo número de secuencias. Esto permiti6 investigar las mutaciones correlacionadas entre tubulinas y CCT, con lo cual se pudo identificar que el reconocimiento de tubulina por CCT se explicaría por la presencia de residuos hidrofóbicos y electrostáticos en el dominio intermedio de tubulina, los cuales serian reconocidos por las subunidades CCT8 y CCTa