Registro:
| Documento: | Tesis de Grado |
| Título: | Caracterización de la Frataxina de Dictyostelium discoideum : estudio de la complementación funcional y estructural del supercomplejo humano para la formación de centros ferrosulfurados |
| Título alternativo: | Characterization of Dictyostelium discoideum’s Frataxin : structural and functional complementation of the human iron-sulfur cluster assembly supercomplex |
| Autor: | Olmos, Justo Facundo |
| Editor: | Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales |
| Publicación en la web: | 2024-04-24 |
| Fecha de defensa: | 2023-02-16 |
| Fecha en portada: | Diciembre 2022 |
| Grado Obtenido: | Grado |
| Título Obtenido: | Licenciado en Ciencias Biológicas |
| Departamento Docente: | Departamento de Fisiología, Biología Molecular y Celular |
| Director: | Pignataro, María Florencia |
| Director Asistente: | Velázquez Duarte, Francisco |
| Idioma: | Español |
| Formato: | PDF |
| Handle: |
http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001644_Olmos |
| PDF: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/seminario/seminario_nBIO001644_Olmos.pdf |
| Registro: | https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/seminario/document/seminario_nBIO001644_Olmos |
| Ubicación: | Dep.BIO 001644 |
| Derechos de Acceso: | Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Olmos, Justo Facundo. (2022). Caracterización de la Frataxina de Dictyostelium discoideum : estudio de la complementación funcional y estructural del supercomplejo humano para la formación de centros ferrosulfurados. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de http://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001644_Olmos |
Resumen:
La síntesis de centros, o clusters ferrosulfurados [Fe-S] es uno de los procesos biológicos más predominantes a lo largo del árbol de la vida. Numerosos procesos biológicos dependen de estos centros, ya que son cofactores esenciales de proteínas involucradas en respiración celular, reparación de ADN, entre otros. Se conocen varias vías metabólicas para su síntesis, en particular la vía mitocondrial está presente en prácticamente todos los eucariotas con mitocondria u organelas derivadas (mitosomas, hidrogenosomas, etc). En humanos el supercomplejo mitocondrial involucrado en esta vía de síntesis está compuesto por varias proteínas, alteraciones en la expresión o secuencia de estas resultan en varias enfermedades humanas. Particularmente, la disminución en los niveles mitocondriales de frataxina (FXN), una de las proteínas del supercomplejo, resulta en una enfermedad neurodegenerativa, conocida como Ataxia de Friedreich. En trabajos anteriores, hemos propuesto a la ameba Dictyostelium discoideum como un modelo biológico para el estudio de los mecanismos asociados a esta enfermedad, basándonos en la hipótesis general de que el proceso de biosíntesis de centros [Fe-S] está conservado entre esta ameba y los humanos. Se realizaron varias observaciones que apoyan esta hipótesis, y el presente trabajo de tesis ahonda en esta línea de investigación. Durante el presente trabajo se plantearon dos grandes objetivos. En primer lugar, buscamos determinar el grado de similitud funcional entre la frataxina humana (hFXN) y la frataxina de D. discoideum (DdFXN). Nuestra hipótesis es que el rol de DdFXN en D. discoideum es semejante al de hFXN en humanos, y por ende DdFXN será capaz de interactuar y activar al supercomplejo humano en su actividad generadora de centros. Con este objetivo en mente, se analizó por un lado la capacidad de DdFXN de interactuar con el supercomplejo humano, y por otra parte la capacidad de esta proteína para promover la actividad desulfurasa del supercomplejo. Los resultados mostraron que DdFXN logra interactuar con el supercomplejo humano con una alta afinidad, comparable a la observada para hFXN, y que además es capaz de activar moderadamente la actividad desulfurasa del mismo. Estas observaciones sugieren un mecanismo conservado entre humanos y D. discoideum para la formación de centros ferrosulfurados. En segundo lugar, ahondamos en la descripción biofísica de DdFXN. Más particularmente nos enfocamos en la posible formación de un puente disulfuro intracatenario en la proteína, con el afán de determinar en qué condición es posible formar este puente y si podría llegar a tener algún efecto sobre la estructura y dinámica de DdFXN, así como sobre su actividad. Los resultados muestran que la formación de este puente tiene una baja eficiencia, al menos en las condiciones experimentales probadas, pero que él mismo podría tener algún efecto sobre la flexibilidad de DdFXN y su interacción con el supercomplejo.
Abstract:
Iron-sulfur cluster [Fe-S] biogenesis is one of the most predominant biological processes throughout the tree of life. Numerous biological functions depend on these clusters, since they are essential cofactors in proteins involved in the respiratory chain, DNA repair, and others. A number of metabolic pathways for cluster synthesis are known, among these, the mitochondrial pathway is present on virtually all eukaryotic life forms that possess mitochondria or derived organelles (mitosome, hydrogenosome, etc). In humans, the mitochondrial supercomplex involved in these pathways is made up of five different proteins, and changes in their expression or sequence leads to a number of diseases. Particularly, reduced levels of mitochondrial frataxin (FXN), one of the supercomplex proteins, results in a neurodegenerative disease known as Friedreich’s Ataxia. In previous works we have proposed the amoeba Dictyostelium discoideum as a model organism for the study of the underlying mechanisms in this disease, based on the general hypothesis that the [Fe-S] cluster synthesis pathway is shared between humans and this amoeba. A number of observations in favour of this hypothesis were made, and this thesis continues with this line of research. In the present work we established two main objectives. First, we sought to determine the degree of functional conservation between human frataxin (hFXN) and D. discoideum’s frataxin (DdFXN). We hypothesize that the function of FXN is similar in humans and D. discoideum, and thus DdFXN will be able to both interact with the human supercomplex and enhance its activity in a similar fashion to hFXN. With this objective in mind, we analyzed the ability of DdFXN to interact with the human supercomplex and whether this interaction promotes the desulfurase activity of the complex. Our results indicate that DdFXN shows a high affinity for the human supercomplex, comparable to the one observed for hFXN, and that it is also capable of moderately activating its desulfurase activity. On the other hand, during this thesis we have also advanced on the biophysical characterisation of DdFXN. We have focused specifically on the possible formation of a disulfide bond between residues Cys 35 and Cys 110, wondering on which conditions the formation of this bond is favored and what effects it could have on the structure, dynamics and function of DdFXN. Our results show that the formation of this disulfide bond has a low efficiency, at least in the experimental conditions we tested; however, if formed, this bond could potentially affect the flexibility of DdFXN, as well as its interaction with the supercomplex.
Citación:
---------- APA ----------
Olmos, Justo Facundo. (2022). Caracterización de la Frataxina de Dictyostelium discoideum : estudio de la complementación funcional y estructural del supercomplejo humano para la formación de centros ferrosulfurados. (Tesis de Grado. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001644_Olmos
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Olmos, Justo Facundo. "Caracterización de la Frataxina de Dictyostelium discoideum : estudio de la complementación funcional y estructural del supercomplejo humano para la formación de centros ferrosulfurados". Tesis de Grado, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2022.https://hdl.handle.net/20.500.12110/seminario_nBIO001644_Olmos
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