Caracterització estructural i funcional de mutants de rodopsina associats a retinosi pigmentària
La rodopsina es el fotopigmento de los bastones, las células fotorreceptoras de la retina de los vertebrados. Esta proteína es un receptor de siete hélices transmembranales que pertenece a la familia de los receptores acoplados a proteína G (GPCR). Se han estudiado mutantes puntuales de la rodopsina...
| Autor: | |
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| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2002 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/3487 |
| Acceso en línea: | http://www.tdx.cat/TDX-1113103-145151 http://hdl.handle.net/10803/3487 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | GPCR Retinosi pigmentària Podopsina Ciències de la Salut 577 |
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Caracterització estructural i funcional de mutants de rodopsina associats a retinosi pigmentària Andrés Perni, Ana GPCR Retinosi pigmentària Podopsina Ciències de la Salut 577 |
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Manyosa Ribatallada, Joan Garriga Solé, Pere Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i Biologia Molecular |
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La rodopsina es el fotopigmento de los bastones, las células fotorreceptoras de la retina de los vertebrados. Esta proteína es un receptor de siete hélices transmembranales que pertenece a la familia de los receptores acoplados a proteína G (GPCR). Se han estudiado mutantes puntuales de la rodopsina relacionados con la Retinosis pigmentaria (RP), una enfermedad degenerativa progresiva de la retina, utilizando técnicas de mutagénesis dirigida y técnicas espectroscópicas. Esto ha permitido aportar nuevos conocimientos sobre el estudio de la estructura-función en la rodopsina. Hemos realizado el análisis de varias mutaciones asociadas a RP, localizadas en los diferentes dominios de la proteína: transmembranal, intradiscal y citoplasmático. Por otro lado se ha llevado a cabo un estudio detallado de diferentes mutaciones en la posición 125, asociada a RP, para aportar información precisa sobre la implicación de este residuo en la estructura y el mecanismo de activación del receptor. Mediante espectroscopia de absorción en el UV-Vis se ha determinado la capacidad de regeneración de las proteínas <br/>con el 11-cis-retinal. La capacidad de los mutantes de activar la proteína G ha sido determinada mediante espectroscopia de fluorescencia. Las mutaciones de RP G106W, G114D, P171Q y H211R provocan un mal plegamiento de las proteínas ya que impiden la regeneración con el cromóforo. Los mutantes de rodopsina M44T, R135L, V137M y L328P pueden unir 11-cis-retinal pero presentan una activación de la proteína G alterada. El conjunto de resultados obtenidos de la caracterización de los mutantes en la posición 125 situada próxima al anillo de la b-ionona indican que es clave para mantener la estructura del bolsillo de unión del cromóforo. Las sustituciones en esta posición pueden alterar la conformación óptima del bolsillo del retinal y consecuentemente la estructura y señalización del receptor. Estos resultados obtenidos a nivel molecular se discuten en relación con los procesos degenerativos de la retina observados en la RP. |
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Por otro lado se ha llevado a cabo un estudio detallado de diferentes mutaciones en la posición 125, asociada a RP, para aportar información precisa sobre la implicación de este residuo en la estructura y el mecanismo de activación del receptor. Mediante espectroscopia de absorción en el UV-Vis se ha determinado la capacidad de regeneración de las proteínas <br/>con el 11-cis-retinal. La capacidad de los mutantes de activar la proteína G ha sido determinada mediante espectroscopia de fluorescencia. Las mutaciones de RP G106W, G114D, P171Q y H211R provocan un mal plegamiento de las proteínas ya que impiden la regeneración con el cromóforo. Los mutantes de rodopsina M44T, R135L, V137M y L328P pueden unir 11-cis-retinal pero presentan una activación de la proteína G alterada. El conjunto de resultados obtenidos de la caracterización de los mutantes en la posición 125 situada próxima al anillo de la b-ionona indican que es clave para mantener la estructura del bolsillo de unión del cromóforo. Las sustituciones en esta posición pueden alterar la conformación óptima del bolsillo del retinal y consecuentemente la estructura y señalización del receptor. Estos resultados obtenidos a nivel molecular se discuten en relación con los procesos degenerativos de la retina observados en la RP.Rhodopsin is the visual pigment of rod phototoreceptor cells in the vertebrate retina which mediate dim light vision. This protein is a seven transmembrane helical receptor belonging to the G-protein-coupled receptor (GPCR) superfamily. We have studied point mutations in rhodopsin associated with the retinal degenerative disease retinitis pigmentosa (RP) by using a combination of molecular biology and biophysical techniques, namely site-directed mutagenesis and spectroscopic techniques. This approach has allowed new insights into structure-function relationships in rhodopsin to be obtained. We have expressed and characterised mutations associated with RP in the different domains of the protein: transmembrane, intradiscal and cytoplasmic. In addition, a set of mutations at position 125 (site of the Leu-125-Arg RP mutation) have also been studied to further investigate the role of Leu 125 in the correct folding and function of rhodopsin. The ability of the proteins to bind 11-cis-retinal was determined by means of UV-Vis spectroscopy, and the functionality of the mutant proteins was determined from its ability to activate the G protein transducin, as measured by fluorescence spectroscopy. The RP-related mutations, G106W, G114D, P171Q and H211R cause misfolding of the mutant proteins, this resulting in impaired 11-cis-retinal binding and chromophore regeneration. Rhodopsin mutants M44T, R135L, V137M and L328P regenerated in the presence of 11-cis-retinal but its G-protein activation ability was altered. The results from the characterisation of mutants at position 125, located close to the b-ionone ring of the retinal chromophore, indicated that this position is important in maintaining the correct structure of the retinal binding-pocket. Substitutions at this position may alter the structure of the binding-pocket and, consequently, the correct structure and signalling mechanism of the receptor. The possible correlation between the molecular results obtained from the mutant proteins studied, and the clinical progression observed in patients affected by RP, is discussed.Universitat Autònoma de BarcelonaManyosa Ribatallada, JoanGarriga Solé, PereUniversitat Autònoma de Barcelona. Departament de Bioquímica i Biologia Molecular2011200320022003info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://www.tdx.cat/TDX-1113103-145151http://hdl.handle.net/10803/3487TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCACatalánADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al servei TDX. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a TDX (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/34872026-06-14T12:46:07Z |
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