Página Web del Grupo de Investigación en Biotecnología y Biociencias de la FCQI (UABC)
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18/09/2025 -- M.C. Pablo Alfonso Madero Ayala "Presentación de Tesis"
Título: Estrategias computacionales y experimentales para el desarrollo de sustratos fluorescentes e inhibidores competitivos de enzimas con interés biomédico: la serina proteasa MarP de Mycobacterium tuberculosis como modelo de estudio
Resumen: El M.C. Pablo Madero nos presentó una réplica de su tesis de doctorado. Su trabajo se centró en la caracterización de MarP, una serina proteasa esencial de Mycobacterium tuberculosis con potencial como diana terapéutica. MarP es una enzima crucial para la adaptación micobacteriana al estrés ácido y la supervivencia intracelular en macrófagos. Sin embargo, la falta de herramientas experimentales ha limitado significativamente el estudio cuantitativo de su actividad catalítica, lo que obstaculiza el desarrollo de nuevas estrategias terapéuticas. Para afrontar este desafío, desarrolló un biosensor fluorogénico denominado CRY2, basado en la transferencia de energía por resonancia (FRET), diseñado específicamente para ser reconocido e hidrolizado por MarP. CRY2 fue construido fusionando las proteínas fluorescentes CyPet2 e YPet2, unidas mediante un péptido que contiene el sitio de corte derivado del sustrato fisiológico RipA. La expresión recombinante se estandarizó tanto en condiciones nativas como en condiciones moderadamente desnaturalizantes, lo que permitió producir cantidades significativas de biosensor funcional. Los ensayos cinéticos con CRY2 permitieron determinar por primera vez las constantes catalíticas de MarP, lo que reveló actividad en un amplio rango de pH. Se desarrolló un protocolo robusto para la evaluación de inhibidores, validando la susceptibilidad de MarP a agentes reductores e inhibidores típicos de serina proteasas. De forma complementaria, se realizaron simulaciones de acoplamiento in silico y de dinámica molecular que identificaron una conformación precatalítica estable, lo que permitió el diseño racional de un compuesto peptidomimético no canónico con actividad inhibidora potencial. Este inhibidor mantiene interacciones críticas con el sitio activo de MarP y presenta una afinidad comparable a la del sustrato fisiológico. En conclusión, el trabajo proporcionó un sistema FRET cuantificable para estudiar la actividad de MarP y estableció una plataforma experimental viable para el desarrollo sistemático de inhibidores dirigidos a su sitio catalítico, lo que representa un avance significativo hacia nuevas terapias antituberculosas mediante un enfoque científico-tecnológico innovador.
25/09/2025 -- QFB. Alejandra Chávez "Presentación de Tesis"
Título: Análisis biocomputacional y mutagénesis dirigida a sitio como estrategia para recuperar la actividad fosfatasa/fitasa de EhHAPp49, una enzima amebiana atípica.
Resumen: La QFB Alejandra Chávez presentó una réplica de su proyecto de tesis de maestría. Su trabajo de investigación se centró en EhHAPp49, una fosfatasa de Entamoeba histolytica con propiedades catalíticas inusuales. EhHAPp49 se clasifica como fosfatasa ácida de histidina (HAP), pero exhibe actividad pirofosfatasa en condiciones alcalinas y carece de actividad fitasa y fosfatasa en condiciones ácidas. Alejandra utilizó un análisis biocomputacional para identificar dos residuos críticos (Trp48 y Tyr242) en el sitio activo y generó tres variantes mutantes (W48A, Y242A y W48A/Y242A) mediante mutagénesis dirigida. Las proteínas recombinantes se expresaron con éxito en E. coli y se caracterizaron funcionalmente. Los resultados revelaron que la enzima silvestre mantiene la actividad pirofosfatasa (0.94 µmol/min/µmol); las mutaciones simples redujeron moderadamente esta actividad (16-22%); la doble mutante mostró una reducción severa (65%); y la variante W48A recuperó parcialmente la actividad fitasa (0.021 µmol/min/µmol). Ninguna variante mostró actividad de la fosfatasa ácida. Estos hallazgos respaldan la hipótesis de que EhHAPp49 experimentó una transición evolutiva desde una fosfatasa/fitasa ancestral hacia una pirofosfatasa especializada. La recuperación parcial de la actividad fitasa mediante ingeniería racional constituye evidencia experimental de reversión funcional y demuestra la plasticidad estructural de esta enzima parasitaria. El trabajo abre perspectivas para el rediseño de fosfatasas con potencial en nutrición animal, en el reciclaje de fósforo y en aplicaciones biotecnológicas.
2/10/2025 -- pQFB. Hazael Osuna "Artículo Científico"
Título: Application of the surface-engineered recombinant Escherichia coli to the industrial battery waste solution for lithium recovery.
Fuente: https://academic.oup.com/jimb/article/doi/10.1093/jimb/kuae012/7640849.
Resumen: La recuperación selectiva de litio a partir de soluciones residuales de baterías representa un desafío ambiental y económico significativo, dado el creciente uso de baterías de litio y su alto costo. Este trabajo presenta una estrategia innovadora de biosorción mediante bacterias recombinantes de E. coli que expresan en su superficie celular péptidos de unión al litio (LBP1). Los investigadores integraron el péptido LBP1 (GPGNP) en la proteína de membrana externa OmpC de E. coli y desarrollaron, además, variantes multiméricas (dímero, trímero y tetrámero) para potenciar la capacidad de adsorción. Se optimizaron múltiples parámetros experimentales, incluyendo temperatura, concentración de IPTG y concentración de litio, demostrando que la cepa con trímero de LBP1 (pETLBP1×3) alcanzó la mayor eficiencia de adsorción con 1,976.2 μmol/g de peso seco de célula a 10 mM de litio. El análisis fisicoquímico mediante microscopía electrónica de barrido (FE-SEM) y difracción de rayos X (XRD) confirmó la formación de nanopartículas de litio en la superficie bacteriana (tamaño 25-100 nm). Estudios de selectividad en soluciones artificiales de residuos de NCM (níquel, cobalto, manganeso) demostraron que LBP1 exhibe alta especificidad hacia litio, con adsorción 4.7 a 8.8 veces mayor que la de otros metales. La validación en soluciones reales de residuos de baterías industriales resultó en 37.9% de recuperación de litio cuando se utilizaron células liofilizadas a 50 g/L, evidenciando la viabilidad de esta tecnología para aplicaciones prácticas. Este enfoque de biosorción mediante el despliegue en la superficie celular ofrece una alternativa sustentable y de bajo costo para la recuperación de litio, con potencial significativo para la remediación de desechos electrónicos y la minería biológica.
9/10/2025 -- pLBG. Eveling Díaz "Artículo Científico"
Título: A sample fluorescent probe based on DNA aptamer mimic of GFP for “turn-on” sensing of ClO⁻.
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.saa.2025.126941
Resumen: El ácido hipocloroso (HClO), una especie reactiva de oxígeno significativa en sistemas biológicos, desempeña un papel crucial en procesos fisiológicos y patológicos. Las concentraciones irregulares de HClO pueden causar enfermedades inflamatorias, cardiovasculares y neurodegenerativas. Este trabajo presenta un biosensor fluorescente innovador para la detección de ClO⁻ basado en un aptámero de ADN que imita la proteína fluorescente verde (DMGFP). El biosensor integra DMGFP con ADN bloqueador modificado con fosforotioato y logra un límite de detección muy bajo de 90.3 nM, con alta especificidad y un diseño simplificado y rentable. El mecanismo funciona mediante la interacción específica entre ClO⁻ y los sitios de fosforotioato del ADN bloqueador, lo que provoca su escisión y permite que DMGFP se reformule, con consecuencia en una amplificación fluorescente significativa a 507 nanómetros. La eficacia del método fue validada en múltiples contextos biológicos. Se determinaron concentraciones de ClO⁻ en lágrimas (21.8 ± 9.4 μM) y en orina (20.4 ± 13 μM) de donantes saludables. En modelos de hipertensión inducida por estrés en ratas, se observaron niveles significativamente elevados de ClO⁻ en el bulbo raquídeo ventrolateral rostral, una región crítica para la regulación cardiovascular. El biosensor también demostró capacidad para captar imágenes de fluorescencia intracelular en células de microglía de rata, lo que permitió visualizar ClO⁻ tanto con estímulos exógenos como con estímulos endógenos inducidos por lipopolisacáridos. En comparación con otros métodos de detección de HClO reportados en la literatura, este biosensor exhibe un desempeño excelente en términos de límite de detección y especificidad. Su simplicidad de diseño, bajo costo de síntesis y potencial para análisis clínicos y de bioimagen lo posicionan como una herramienta poderosa para estudiar el estrés oxidativo y el diagnóstico de enfermedades relacionadas.
16/10/2025 -- QFB. Miriam Valenzuela "Artículo Científico"
Título: Proteindisulfideisomerase is essential for osteoblast differentiation in mice
Fuente: https://www.nature.com/articles/s42003-025-07824-3
Resumen: La proteína disulfuro isomerasa (PDI) es una oxidorreductasa esencial del retículo endoplásmico, responsable de la formación, reducción e isomerización de puentes disulfuro en proteínas nascentes. Aunque su función en la biología ósea se ha sugerido en estudios clínicos, nunca se había caracterizado en modelos genéticamente modificados. Este estudio genera ratones knockout específicos de osteoblastos para PDI mediante el cruce de ratones con PDI floxeado con ratones Osx-Cre, para investigar sistemáticamente su función en la diferenciación de osteoblastos y en la formación ósea. Los hallazgos demuestran que el knockout homocigoto es letal en embriones, mientras que los ratones heterocigotos presentan retardo de crecimiento significativo, menor densidad ósea, disminución de osteoblastos y osteoclastos y reducción de la tasa de formación ósea. El análisis microscópico reveló un menor contenido de fibra de colágeno y una alteración de su estructura. Osteoblastos aislados deficientes en PDI presentaron disminución de la actividad de fosfatasa alcalina, de la capacidad mineralizante y de los marcadores de diferenciación. Mediante espectrometría de masas cuantitativa e inmunotransferencia, se identificó que la deficiencia de PDI reduce significativamente la expresión de las subunidades alfa de la prolil 4-hidroxilasa de colágeno, incluidas P4HA1, P4HA2 y P4HA3. Adicionalmente, la deficiencia de PDI indujo apoptosis de osteoblastos y estrés del RE, con un aumento compensatorio de otros miembros de la familia PDI, como ERp57. Este estudio aporta evidencia genética concluyente de que PDI es esencial para la diferenciación de osteoblastos, la formación ósea y la síntesis de colágeno. Los hallazgos sugieren que la disfunción de PDI contribuye a la patogénesis de la osteogénesis imperfecta y de la osteoporosis, lo que posiciona a PDI como diana potencial para la terapia génica de estos desórdenes óseos.
6/11/2025 -- pQFB. Zamira Flores "Artículo Científico"
Título: Antibacterial activity and mechanism of novel phage endolysin lysSEP21 against dual-species biofilm of Salmonella and Escherichia coli and its application in food preservation
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.ijfoodmicro.2025.111337
Resumen: Los biofilms bacterianos de Salmonella y E. coli representan un desafío significativo para la seguridad alimentaria debido a sus estructuras lipídicas multicomponentes, que favorecen la resistencia a fármacos y la patogenicidad. Las proteínas líticas de fagos constituyen una estrategia viable y alternativa para la erradicación de biofilms. Este estudio investigó la eficacia antibiofilm de la endolisina fágica lysSEP21 contra ambas especies bacterianas mediante múltiples enfoques analíticos. Los resultados demostraron una concentración inhibitoria mínima potente de ≤0.025 mg/mL, generando efectos líticos sustanciales del 80% contra cepas gramnegativas y grampositivas. El mecanismo de disrupción de membrana se confirmó mediante la liberación aumentada de β-lactamasa y β-galactosidasa desde el periplasma y el citosol, lo que indica degradación efectiva de las membranas externa e interna, respectivamente. Reducciones significativas de hasta 3.68 log₁₀ UFC por mL se cuantificaron en grupos tratados por 1 hora, resultando en una reducción ≥ 90 % de la biomasa de biofilm después de 6 horas. La erradicación de biofilms maduros de 36-42 horas fue visualizada mediante microscopía confocal de barrido láser combinada con tinción de vivos/muertos. El análisis de PCR en tiempo real cuantificó que lysSEP21 suprimió significativamente la expresión génica de factores reguladores de biofilm y de genes de virulencia en ambas especies. Además, la endolisina mostró una inhibición robusta de Salmonella multirresistente en matrices alimentarias, con reducciones de entre 0.93 y 3.12 log₁₀ UFC/mL. Los hallazgos demuestran que lysSEP21 degrada eficientemente biofilms maduros y descontamina superficies alimentarias. Su aplicación representa un avance significativo en las intervenciones de seguridad alimentaria, proporcionando una estrategia excepcional para mitigar los riesgos para la salud pública asociados a biofilms de Salmonella y E. coli.
13/11/2025 -- pQFB. Michel Martínez "Artículo Científico"
Título: Engineered yeasts displaying PETase and MHETase as whole-cell biocatalysts for the degradation of polyethylene terephthalate (PET)
Fuente: https://doi.org/10.1021/acssynbio.5c00209
Resumen: La contaminación por plásticos, especialmente por el polietileno tereftalato (PET), constituye uno de los retos ambientales más urgentes a nivel global. Este material, ampliamente utilizado en botellas y empaques, presenta una alta resistencia a la degradación, lo que favorece la acumulación de residuos y la formación de microplásticos. En respuesta a este desafío, este estudio desarrolla una estrategia biotecnológica innovadora basada en levaduras modificadas genéticamente como biocatalizadores celulares completos capaces de degradar el PET de manera eficiente y sostenible. Los investigadores diseñaron cepas de Saccharomyces cerevisiae EBY100 que despliegan en su superficie dos enzimas de Ideonella sakaiensis: PETase y MHETase, responsables de la hidrólisis del PET hasta sus monómeros básicos, ácido tereftálico (TPA) y etilenglicol (EG). La correcta expresión superficial de ambas enzimas se confirmó mediante microscopía confocal y citometría de flujo. Bajo condiciones optimizadas (pH 9 y 30 °C), las levaduras ingenierizadas lograron degradar láminas de PET con una eficiencia más de 20 veces superior a la de las enzimas libres. Además, demostraron estabilidad y capacidad de reutilización en varios ciclos de degradación. De manera notable, las cepas también lograron degradar parcialmente botellas comerciales de agua, a pesar de su elevada cristalinidad, liberando monómeros valiosos como TPA. Este enfoque ofrece un método escalable, económico y ambientalmente amigable para el reciclaje de PET y representa una alternativa prometedora frente a los métodos químicos tradicionales. La tecnología abre nuevas oportunidades para el desarrollo de sistemas biológicos avanzados destinados al tratamiento de residuos plásticos y a la economía circular.
Lugar/Horario: Salón 101, Ed. 6D (planta baja), 5:00 – 6:30 pm.
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09/03/2025 -- Dr. Marco Ramos "Bienvenida, Proyectos, y Organización"
24/03/2025 -- M.C. Pablo Alfonso Madero Ayala "Artículo+Propuesta"
Título: Diseño in silico de nanobodies contra la toxina necrosante TNT de Mycobacterium tuberculosis.
Resumen: La toxina necrosante TNT (tuberculosis necrotizing toxin), secretada por Mycobacterium tuberculosis, juega un papel fundamental en la patogénesis de la tuberculosis al inducir necrosis celular mediante su actividad como NAD⁺-glicohidrolasa. Esta toxina debilita la respuesta inmune del hospedero, promoviendo la diseminación bacteriana. Considerando su relevancia funcional y a su escasa homología con proteínas humanas, TNT representa un blanco atractivo para el desarrollo de agentes terapéuticos específicos. Los nanobodies ofrecen ventajas notables como tamaño pequeño, estabilidad, facilidad de producción recombinante y buena penetración tisular. Esta propuesta tiene como objetivo diseñar nanobodies (in silico) capaces de unirse a regiones funcionales de TNT, bloqueando su actividad tóxica. Se utilizarán herramientas bioinformáticas para predecir epítopes conformacionales en la estructura 3D de TNT, seguida de modelado estructural de nanobodies específicos. Posteriormente, se evaluará la interacción nanobody-TNT mediante acoplamiento y dinámicas moleculares para predecir la estabilidad del complejo y la energía de unión. El diseño racional de nanobodies podría aportar una estrategia terapéutica innovadora contra tuberculosis, especialmente en cepas resistentes, y contribuir al desarrollo de herramientas biotecnológicas para la detección o neutralización de toxinas bacterianas.
07/04/2025 -- pQFB. Jhonatan Hazael Osuna Leal "Artículo Científico"
Título: Development of an advanced acetaldehyde detection solution based on yeast and bacterial surface display technology.
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2024.11.020
Resumen: El estudio presenta el desarrollo de biosensores ópticos basados en despliegue en superficie celular para la detección de acetaldehído, un compuesto volátil presente en bebidas y el ambiente. Se utilizaron dos sistemas : Saccharomyces cerevisiae (levadura) y Escherichia coli (bacteria), en los culaes se expresó la enzima acetaldehído deshidrogenasa (AldH) en la superficie mediante proteínas ancla específicas. La localización de las proteínas fue confirmada por microscopía confocal. Se optimizaron las condiciones de expresión y reacción para ambos sistemas. El sistema bacteriano mostró mayor actividad catalítica (hasta 7 U/mL/OD₆₀₀) en condiciones moderadas (pH 7.6, 40 °C), mientras que el sistema en levadura fue más resistente a condiciones alcalinas y elevadas temperaturas (pH 9.6, 50 °C), con una actividad máxima de 3.7 U/mL/OD₆₀₀. Ambos sistemas presentaron buena especificidad, sin interferencia de compuestos comunes en bebidas (alcoholes, ácidos, azúcares), y permitieron múltiples reutilizaciones con retención de actividad. Los biosensores fueron evaluados en muestras reales (vino, jugo de naranja y café). Además, mostraron una sensibilidad destacable, con límites de detección tan bajos como 0.13 μM. En conjunto, estos sistemas representan herramientas prometedoras para la detección práctica, rápida y económica de acetaldehído en alimentos y bebidas, con ventajas frente a sensores tradicionales.
29/04/2025 -- QFB. Alejandra Chávez "Presentación de Resultados de Tesis"
Título: Análisis biocomputacional y mutagénesis dirigida a sitio como estrategia para recuperar la actividad fosfatasa/fitasa de EhHAPp49, una enzima amebiana atípica.
Resumen: La QFB Alejandra Chávez presentó los antecedentes que sustentan la hipótesis de su proyecto de tesis de maestría, centrado en el análisis estructura-función de EhHAPp49, una fosfatasa amibiana con actividades catalíticas atípicas. Describió las propiedades de esta proteína y expuso su estrategia de mutagénesis dirigida sobre los residuos Trp48 y Tyr242, localizados en el sitio activo y la entrada a la hendidura de unión al sustrato, con el propósito de inducir una migración catalítica desde la actividad pirofosfatasa hacia actividad fitasa. Explicó la metodología empleada para la generación y purificación de las variantes recombinantes (W48A, Y242A y W48A/Y242A), así como los ensayos funcionales realizados. Como hallazgo principal, mostró que todas las variantes conservaron actividad pirofosfatasa en condiciones alcalinas, sin cambios significativos respecto a la proteína silvestre. La variante W48A mostró una modesta recuperación de actividad fitasa, mientras que la actividad fosfatasa ácida fue indetectable en todas las versiones. En conjunto, los resultados sugieren que las mutaciones introducidas restauran de manera limitada las actividades deseadas en las condiciones evaluadas, por lo que se plantea la exploración de otros sustratos para un análisis funcional más extenso. Los resultados de este trabajo aportan evidencias sobre la relación estructura-función de EhHAPp49 y contribuyen al entendimiento de enzimas amibianas no convencionales con posible aplicación biotecnológica o biomédica.
02/06/2025 -- M.C. Pablo Madero "Presentación de Tesis"
Título: Estrategias computacionales y experimentales para el desarrollo de sustratos fluorescentes e inhibidores competitivos de enzimas con interés biomédico: la serina proteasa MarP de Mycobacterium tuberculosis como modelo de estudio
Resumen: Mycobacterium tuberculosis (Mtb) es el agente etiológico de la tuberculosis, una enfermedad que permanece como una importante amenaza para la salud pública mundial. La serina proteasa MarP (Rv3671c) ha surgido como una prometedora diana terapéutica debido a su papel esencial en la adaptación micobacteriana al estrés ácido y la supervivencia intracelular. Sin embargo, los estudios funcionales de MarP están limitados por la falta de herramientas experimentales para evaluar de forma cuantitativa su actividad catalítica. En su trabajo de tesis, Pablo desarrolló un biosensor fluorogénico basado en FRET diseñado específicamente para ser reconocido e hidrolizado por MarP. El biosensor (CRY2) se construyó fusionando a CyPet2 con YPet2, unidas por un péptido que contiene el sitio de corte derivado del sustrato fisiológico RipA. La expresión recombinante de CRY2 se estandarizó en condiciones nativas y moderadamente desnaturalizantes, produciendo cantidades significativas de material fluorescente funcional. Los ensayos realizados con CRY2 permitieron determinar por primera vez las constantes catalíticas de MarP, revelando su actividad en un amplio rango de pH. También se desarrolló un protocolo robusto para la evaluación funcional de inhibidores, validando la susceptibilidad de MarP a la inactivación por DTT y un inhibidor típico de serina proteasas. De forma complementaria, se realizaron experimentos de acoplamiento y simulaciones de dinámica molecular para modelar la interacción entre MarP y péptidos derivados de RipA. Estas herramientas permitieron identificar una conformación pre-catalítica estable, lo que favoreció el diseño racional de un compuesto peptidomimético no canónico (pm[DEWRxmp]) con potencial inhibidor. Los resultados mostraron que este compuesto mantiene interacciones críticas con el sitio activo de MarP y presenta una afinidad comparable a la del sustrato fisiológico. En conclusión, este trabajo proporciona un sistema FRET cuantificable para estudiar la actividad de MarP y el diseño de un inhibidor peptidomimético dirigido a su sitio catalítico, estableciendo una plataforma para la exploración de esta enzima micobacteriana como diana terapéutica mediante un enfoque científico-tecnológico innovador.
Lugar/Horario: Salón 101, Ed. 6D (planta baja), 5:00 – 6:30 pm.
Cualquier cambio al programa se notificará con tiempo.
09/09/2024 -- Dr. Marco Ramos "Bienvenida, Proyectos, y Organización"
23/09/2024 -- QFB. Alejandra Chávez "Artículo Científico"
Título: Purification of thioredoxin reductase from Spirulina platensis by affinity chromatography and investigation of kinetic properties.
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.pep.2023.106417.
Resumen: En este artículo se reporta la purificación bioquímica y la evaluación de las propiedades cinéticas de una tioredoxina reductasa (TrxR) extraída de la alga azul-verde Spirulina platensis. La TrxR fue purificada mediante cromatografía de afinidad a 2′,5′-ADP, alcanzando un factor de purificación superior a 1000 y una actividad específica de 5.8 U/mg. Además, se calculó que el peso molecular del monomero es de 45 kDa. Entre los hallazgos adicionales, se determinó que el pH 7.0 y una temperatura de 40 °C constituyen las condiciones óptimas para la actividad enzimática. Además, se estimó una Km de 5 μM para el NADPH, con una Vmax de 0.0033 U/mL. Así mismo, se evaluó la influencia de algunos iones metálicos sobre la actividad de la enzima: los iones Ag+, Cu2+ y Al3+ mostraron efectos inhibitorios, mientras que el ión Se4+ la aumentó la actividad enzimática. Finalmente, los autores remarcan las posibles aplicaciones de la TrxR identificada en los campos de la biotecnología y la salud.
30/09/2024 -- pLBG. Jesua Ramos "Artículo Científico"
Título: Crystal structure of urethanase from Candida parapsilosis and insights into the substrate-binding through in silico mutagenesis and improves the catalytic activity and stability
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134763.
Resumen: En este artículo se reportan los principales hallazgos sobre la estructura de la uretanasa de Candida parapsilosis (cpUH). La estructura de cpUH se determinó a una resolución de 2.66 Å, lo que permitió obtener información detallada sobre su arquitectura molecular y la configuración del sitio activo, el cual incluye una tríada catalítica (Lys149-Ser224-Ser248) fundamental para la actividad enzimática. La importancia de esta triada se confirmó mediante mutaciones por alanina (Xaa>Ala), las cuales resultaron en una disminución significativa de la actividad, resaltando su papel esencial. Un análisis comparativo con otras amidasas reveló que, a pesar de la baja similitud de las secuencias polipeptídicas, las conformaciones tridimensionales son coherentes, sugiriendo un posible mecanismo de conservación a nivel de la estructura terciaria. Además, se desarrolló una variante por mutación dirigida a sitio (N194V) que mostró un incremento del 6% en la actividad de la uretanasa y del 21% en la eficiencia catalítica, junto con una mayor estabilidad. Estos resultados indican que las modificaciones estructurales pueden mejorar el rendimiento de la enzima. En conjunto, estos hallazgos profundizan en la comprensión de la relación estructura-función de cpUH y sus posibles aplicaciones en la biorremediación del carbamato de etilo en productos alimentarios.
14/10/2024 -- M.C. Pablo Madero "Artículo Científico"
Título: The tuberculosis necrotizing toxin kills macrophages by hydrolyzing NAD
Fuente: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/26237511/
Resumen: En este artículo se explora el mecanismo de la necrosis inducida por Mycobacterium tuberculosis en macrófagos infectados. Los autores descubrieron que M. tuberculosis utiliza una toxina, llamada tuberculosis necrotizing toxin (TNT), para matar células mediante la hidrólisis del NAD+, una molécula esencial para el metabolismo celular. La toxina TNT es liberada en el citosol de las células infectadas, donde degrada el NAD+, provocando la muerte celular por necrosis. Los resultados muestran que la actividad de la TNT es esencial para su toxicidad, y mutaciones que limitan esta actividad eliminan la capacidad de matar células. Además, M. tuberculosis produce un factor de inmunidad (IFT) que protege a la bacteria de autointoxicarse con su propia toxina. Este descubrimiento revela un nuevo mecanismo de patogenicidad de la tuberculosis y abre vías para el desarrollo de tratamientos enfocados en inhibir la actividad de la TNT.
28/10/2024 -- pQFB. Cristian Armenta "Artículo Científico"
Título: Structural insight into Escherichia coli CsgA amyloid fibril assembly
Fuente: https://journals.asm.org/doi/pdf/10.1128/mbio.00419-24
Resumen: En este artículo los autores se enfocan en la biología estructural de amiloides bacterianos, específicamente en las fibrillas de CsgA de E. coli. Estas fibrillas son fundamentales para la formación de biopelículas bacterianas, las cuales juegan un papel importante en la resistencia a antibióticos. Utilizando técnicas de microscopía crioelectrónica (cryo-EM), el estudio ofreció nuevos conocimientos sobre la arquitectura y el ensamblaje de las fibrillas de CsgA, con implicaciones tanto para la microbiología como para la ciencia de materiales. Mediante cryo-EM se logró obtener la estructura de fibrillas de CsgA de E. coli a una resolución de 3.62 Å. El estudio aborda los desafíos de agregación de fibrillas mediante la ingeniería de variantes, y la optimización de condiciones como el pH, la fuerza iónica y los aditivos. Estos hallazgos mejoran la comprensión de la organización de las fibrillas, permitiendo la manipulación de biomateriales amiloides para aplicaciones industriales y médicas.
15/11/2024 -- pLBG. Jesua Ramos "Avance de Tesis"
Título: Producción recombinante y caracterización funcional de una proteína amibiana parecida a disulfuro oxidorreductasas del tipo PDIA1/P4HB.
Resumen: La amibiasis es una enfermedad infecciosa causada por el parásito protozoario Entamoeba histolytica, la cual prevalece con altas tasas de mortalidad en países subdesarrollados. De acuerdo con reportes recientes de la OMS, actualmente existen 500 millones de infectados y 50 millones de enfermos, y se estiman 40-100 mil muertes anuales. La transmisión ocurre por la ingestión de bebidas o alimentos contaminados con quistes amibianos. La proteína disulfuro isomerasa (PDI) es una enzima residente del retículo endoplásmico que es esencial en el plegamiento de proteínas. La función fisiológica de la enzima PDI incluye la oxidación, reducción, e isomerización de enlaces disulfuro, dependiendo del equilibrio redox en sus sitios activos y del medio ambiente subcelular donde se encuentre. El presente estudio tiene como objetivo establecer la función biológica de una PDI amibiana, denominada EhPDIp59, que es parecida a disulfuro
oxidorreductasas del tipo PDIA1/P4HB. La determinación de las actividades reductasa y chaperona, mediante ensayos bioquímicos y usando una proteína recombinante, serán el apoyo experimental para comprobar la hipótesis de trabajo: las características estructurales de EhPDIp59 predicen que exhibirá dos actividades asociadas a enzimas PDIA1/P4HB canónicas. Es relevante destacar que no existen
estudios similares para esta PDI amibiana, por lo que se considera un proyecto original que establecerá las bases moleculares y bioquímicas para futuras investigaciones.
2/12/2024 -- pQFB. Cristian Armenta "Avance de Tesis"
Título: Producción recombinante de la alfa-sinucleína humana e implementación de un bioensayo para determinar la formación de microagregados proteicos.
Resumen: Durante su presentación, el pQFB. Cristian Armenta explicó como se desarrollo de un sistema de producción recombinante de la proteína alfa-sinucleína humana (rHuASYN) y se implementó un bioensayo fluorométrico para detectar microagregados proteicos. El sistema bacteriano se estableció transformando a E. coli Lemo21(DE3) con el plásmido pE21ASYN, el cual facilitó la expresión citosólica de rHuASYN en su forma soluble. Además, se consolidó un protocolo para la producción a media escala y purificación de la rHuASYN en su estado monomérico. Esta proteína la utilizó para determinar los parámetros de un ensayo fluorométrico para detectar microagregados de alfa-sinucleína humana. La reproducibilidad del microensayo se confirmó mediante evaluación cinética de la fluorescencia emitida bajo condiciones controladas. De manera global, los resultados mostraron el establecimiento de un sistema de producción de alfa-sinucleína humana y la implementación de un ensayo sencillo y reproducible para su detección indirecta mediante fluorescencia.
2/12/2024 -- M.C. Pablo Madero "Avance de Tesis"
Título: Estrategias computacionales y experimentales para el desarrollo de sustratos fluorescentes e inhibidores competitivos de enzimas con interés biomédico: la serina proteasa MarP de Mycobacterium tuberculosis como modelo de estudio.
Resumen: Durante la presentación, el M.C. Pablo Madero expuso los fundamentos teóricos y metodológicos que sustentan su proyecto de tesis doctoral, enfocado en el desarrollo de un sustrato fluorescente basado en la tecnología FRET para evaluar la actividad proteolítica de la serina proteasa MarP de M. tuberculosis. Inició con una recapitulación de los antecedentes bioquímicos y estructurales que respaldan la hipótesis de trabajo, destacando la relevancia de MarP en la remodelación de la pared celular y su papel en la resistencia a estrés ácido. Posteriormente, describió el diseño in silico del sustrato CRY, el cual incorpora las proteínas fluorescentes CyPet y YPet, separadas por un linker que contiene un octapéptido derivado de RipA, un sustrato natural de MarP. Explicó los criterios para este diseño, optimizado para maximizar la eficiencia de FRET . En la fase experimental, detalló los principales desafíos asociados a la producción recombinante de CRY, incluyendo la optimización de condiciones de expresión, estrategias para mejorar su solubilidad, y las técnicas de purificación mediante IMAC y GPC. Además, presentó un bioensayo fluorométrico basado en la medición de la disminución de la señal FRET tras la hidrólisis del linker, permitiendo cuantificar la actividad enzimática de MarP en tiempo real. Finalmente, destacó la aplicación del método optimizado en la evaluación de inhibidores de MarP, validando su aplicabilidad como herramienta para identificar compuestos con potencial terapéutico contra M. tuberculosis.
Lugar/Horario: Salón 101, Ed. 6D (planta baja), 5:00 – 6:30 pm.
Cualquier cambio al programa se notificará con tiempo.
13/02/2024 -- Dr. Marco Ramos "Bienvenida, Proyectos, y Organización"
27/02/2024 -- QFB. Alejandra Chávez "Artículo Científico"
Biochemical characterisation of glycosylated and deglycosylated forms of phytase from Cronobacter turicensis expressed in Pichia pastoris.
Fuente: https://doi.org/10.1016/j.enzmictec.2022.110136
Resumen: En este artículo se reporta la expresión heteróloga en Pichia pastoris y la caracterización bioquímica de formas glicosiladas y desglicosiladas de una nueva fitasa de Cronobacter turicensis. Mediante mutagénesis dirigida a sitio, los investigadores construyeron y caracterizaron mutantes con sitios de N-glicosilación suprimidos (N136, N171, y N202). Los resultados demuestran que la desglicosilación modifica la resistencia a la proteólisis, al pH ácido, y a la temperatura, pero no afecta a otras propiedades. Además, indican que los cambios observados dependen del sitio de N-glicosilación modificado: la mutación del residuo N202 (situado en una región altamente flexible) tuvo el mayor efecto. De manera global, los investigadores resaltan que la enzima completamente glicosilada exhibe mayor resistencia a proteasas (pepsina y tripsina) y estabilidad a pH ácido y alta temperatura. Por lo anterior, concluyen que la N-glicosilación producida en P. pastoris aumentó las propiedades bioquímicas de la fitasa recombinante.
12/03/2024 -- M.C. Pablo Madero "Artículo Científico"
Multiple redox switches of the SARS-CoV-2 main protease in vitro provide opportunities for drug design.
Fuente: https://doi.org/10.1038/s41467-023-44621-0
Resumen: En este artículo se estudió a la proteasa principal del SARS-CoV-2, Mpro (una cisteína proteasa con funciones esenciales en la replicación viral, validada como diana terapéutica), la cuál está sujeta a regulación redox y cambia reversiblemente entre el dímero (enzimáticamente activo) y el monómero (inactivo) mediante modificaciones redox de residuos de cisteína. Los investigadores proponen que un cambio disulfuro-ditiol entre la cisteína catalítica (Cys145) y la cisteína 117, y la generación de un puente alostérico cisteína-lisina-cisteína (SONOS) son necesarios para la estabilidad en condiciones de estrés oxidativo. Además, identificaron moléculas reactivas homo- y heterobifuncionales que mimetizan el cambio redox e inhiben la actividad de Mpro. Por lo tanto, como los sitios redox propuestos se conservan en proteasas de otros coronavirus (estos son, MERS-CoV y SARS-CoV), concluyen que tienen potencial como sitios susceptibles a fármacos.
02/04/2024 -- M.C. Celina Terán (LNMA, Instituto de Biotecnología - UNAM, México) "Estudio nanométrico de la estructura del citoesqueleto de actina en el flagelo del espermatozoide de ratón empleando una estrategia de imagenología de alta resolución"
Transmitido vía Google Meet (https://meet.google.com/whn-hcoz-puy).
16/04/2024 -- Dra. Rosy Mares "Avance de Proyecto"
La quitinasa amibiana EhCHT1 desde la perspectiva del Grupo de Investigación de Biotecnología y Biociencias de la FCQI-UABC.
Resumen: Durante la charla de seminario, la Dra. Rosy Mares realizó en recorrido histórico sobre los avances en el estudio de la quitinasa amibiana (EhCHT1), desde la clonación molecular y expresión soluble en el periplasma bacteriano hasta la purificación y caracterización bioquímica de la proteína recombinante. De manera sencilla, resaltó las contribuciones de varios ex-participantes del proyecto que dejaron una muestra de su pasión por la ciencia, y algunas anécdotas compartidas en la vida académica, concluyendo con resultados que aportaron datos para varios artículos científicos. En la parte central de su exposición, enfatizó los resultados recientes de la expresión del dominio catalítico de EhCHT1 en superficie bacteriana como estrategia para el desarrollo de un sistema de biodegradación de quitina (y algunos de sus derivados) basado en un biocatalizador de célula entera con actividad endoquitinolítica. Además, expusó los avances en el diseño una versión mejorada de la EhCHT1 mediante ingeniería de disulfuros. Finalmente, aunque los resultados aún no son concluyentes, destacó que una variante que exhibe un enlace disulfuro adicional tiene potencial para mejorar la estabilidad térmica de la proteína sin afectar la función enzimática.
30/04/2024 -- pLBG. Jesua Ramos "Artículo Científico"
High-Yield Expression and Purification of Scygonadin, an Antimicrobial Peptide, Using the Small Metal-Binding Protein SmbP.
Fuente: https://www.mdpi.com/2076-2607/12/2/278
Resumen: En este artículo los autores proponen una alternativa para producir péptidos antimicrobianos activos. Mediante ingeniería genética, fusionaron a SmbP (una proteína pequeña de unión a metales) con el péptido antimicrobiano Escigonadina y así favorecer la expresión soluble en el citoplasma de Escherichia coli y la posterior purificación mediante cromatografía de afinidad a metales. Como estrategia metodológica, se diseñaron dos construcciones: una monomérica (SmbP-Escigonadina) y otra conteniendo una repetición en tándem (SmbP-Escigonadina-FLEX-Escigonadina), usando como sistema de expresión al vector comercial pET30a(+). Ambas construcciones se expresaron en E. coli SHuffle T7 y se purificaron mediante cromatografía de afinidad a níquel. La actividad antimicrobiana se determinó usando a Staphylococcus aureus como bacteria susceptible. Los resultados obtenidos les permitieron concluir que SmbP (como proteína de fusión) y la cepa SHuffle (como biofábrica) funcionaron de manera apropiada para producir y purificar a Escigonadina como péptido antimicrobiano activo.
07/05/2024 -- M.C. Pablo Madero "Avance de Tesis"
Estrategias computacionales y experimentales para el desarrollo de sustratos fluorescentes e inhibidores competitivos de enzimas con interés biomédico: la serina proteasa MarP de Mycobacterium tuberculosis como modelo de estudio.
Resumen: Durante la presentación, el M.C. Pablo Madero expuso los fundamentos teóricos y prácticos que respaldan su proyecto de tesis doctoral. De manera breve, recapituló los antecedentes que apoyan la hipótesis de trabajo. Enseguida, explicó los detalles considerados para el diseño in silico de un sustrato fluorescente específico para la serina proteasa MarP de M. tuberculosis, basado en la tecnología FRET y usando dos proteínas fluorescentes: CyPet y YPet, separadas por un linker que contiene un octapéptido identificado en RipA (sustrato natural de MarP), el cual se nombró CRY. Así mismo, describió los retos que se presentaron durante el desarrollo de la estrategia experimental para la producción de CRY recombinante y la manera como logró superarlos. Dentro de los avances más relevantes, destacó la implementación de un bioensayo para valorar la actividad proteolítica de esta enzima micobacteriana. Finalmente, discutió el impacto de los componentes y la optimización del método fluorométrico propuesto para valorar el efecto de inhibidores sobre la función enzimática de la serina proteasa MarP de M. tuberculosis.
21/05/2024 -- QFB. Alejandra Chávez "Avance de Tesis"
Análisis biocomputacional y mutagénesis dirigida a sitio como estrategia para recuperar la actividad fosfatasa/fitasa de EhHAPp49, una enzima amebiana atípica.
Resumen: Durante la presentación, la QFB. Alejandra Chávez expuso los aspectos teóricos que respaldan su proyecto de tesis de maestría. De manera breve, repasó los antecedentes que apoyan la hipótesis de trabajo, enfatizando las preguntas que surgieron a partir de un estudio previo. Enseguida, explicó los detalles bioinformáticos considerados para el diseño y generación de dos mutantes sencillas (W48A y Y242A) y una doble (W48A/Y242A) de la proteína EhHAPp49, las cuales tienen como objetivo aumentar la apertura de entrada del sustrato y ampliar el bolsillo catalítico de esta enzima amibiana. En sus avances, expuso los resultados que indican la obtención exitosa de todas las mutantes mediante una estrategia experimental de mutagénesis dirigida a sitio. Además, describió los retos presentados durante los procesos de purificación de la mutante sencilla Y242A y la doble (W48A/Y242A), las cuales muestran bajo rendimiento, y planteó las metodologías que está implementando para superarlos. Como avance relevante, destacó que los resultados preliminares sugieren que la mutante W48A exhibe una mayor actividad pirofosfatasa, comparada con la enzima silvestre, aunque no muestra cambios (aparentes) en otras actividades catalíticas.
04/06/2024 -- M.C. Alexis Minchaca (Children's Cancer Institute, Australia) "Tema Libre"
Transmitido vía Google Meet (https://meet.google.com/whn-hcoz-puy).
26/06/2024 -- Dra. Lilián Muñoz "Artículo Científico"
Structure, interdomain dynamics, and pH-dependent autoactivation of pro-rhodesain, the main lysosomal cysteine protease from African trypanosomes
Fuente: 10.1016/j.jbc.2021.100565
Resumen: En este artículo se estudió a la rodesaina, una cisteína proteasa lisosomal (catepsina L) de Trypanosoma brucei rhodesiense, el agente causante de la tripanosomiasis africana humana. Esta enzima es esencial para la proliferación y patogenicidad del parásito, así como para su capacidad de superar la barrera hematoencefálica del hospedero humano. En la actualidad, no se cuenta con una estructura del intermediario de maduración de una catepsina L tripanosomal. Así pues, los autores establecieron un sistema de expresión heteróloga de la pro-rhodesina de T. brucei rhodesiense en E. coli y determinaron su estructura de cristal. Como resultado relevante, descubrieron que el prodominio tripanosómico difiere de las pro-catepsinas no parasitarias por una única α-hélice extendida que bloquea el sitio activo y cuyas interacciones de cadena lateral se asemejan a las del inhibidor K11777. Además, observaron que la dinámica interdominios, determinada mediante espectroscopia de correlación de fluorescencia por transferencia de electrones fotoinducida, aumenta a pH ácido. Además, usando la estructura cristalina, simulaciones de dinámica molecular y mutagénesis, identificaron un puente salino interdominio conservado que impide la escisión intramolecular prematura a valores altos de pH y, por tanto, pudiera representar un sistema de control (pH-dependiente) para la maduración de proteasas tripanosómicas similares a CathL.