Flavin-binding fluorescent proteins as genetically encoded singlet oxygen photosensitizers
Aquesta tesi profunditza en l'estudi de les proteïnes fluorescents que uneixen flavina com a fotosensibilitzadors d'oxigen singlet codificables genèticament per a la teràpia fotodinàmica. Els fotosensibilitzadors biològics són una alternativa poderosa als fàrmacs convencionals sensibles a...
| Autor: | |
|---|---|
| Tipo de recurso: | tesis doctoral |
| Estado: | Versión publicada |
| Fecha de publicación: | 2018 |
| País: | España |
| Institución: | CBUC, CESCA |
| Repositorio: | TDR. Tesis Doctorales en Red |
| OAI Identifier: | oai:www.tdx.cat:10803/659081 |
| Acceso en línea: | http://hdl.handle.net/10803/659081 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Photosensitizer Genetically encoded Protein Singlet oxygen Photodynamic therapy LOV domain miniSOG Optogenetics Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques 54 543 544 577 579 |
| Sumario: | Aquesta tesi profunditza en l'estudi de les proteïnes fluorescents que uneixen flavina com a fotosensibilitzadors d'oxigen singlet codificables genèticament per a la teràpia fotodinàmica. Els fotosensibilitzadors biològics són una alternativa poderosa als fàrmacs convencionals sensibles a la llum degut a la major especificitat front a cèl·lules sanes i a la capacitat d’acumular-se preferentment en orgànuls crítics, gràcies al control genètic de l'expressió cel·lular. Una nova família de proteïnes fluorescents que contenen mononucleòtid de flavina com a cromòfor ha despertat molt d’interès ja que produeixen majors quantitats d'oxigen singlet que la proteïna verda fluorescent i els seus derivats. En aquest treball s'han avaluat les propietats fotofísiques, fotosensibilitzants i antimicrobianes d'onze flavoproteïnes provinents de diferents organismes. Totes les proteïnes estudiades són capaces de produir oxigen singlet i la majoria són altament fototòxiques quan s'expressen en cèl·lules E. coli. Malgrat que comparteixen el mateix cromòfor, les propietats fotofísiques de les proteïnes difereixen notablement d'una a l'altra. Per exemple, algunes són fotosensibilitzadors eficients i són capaces de provocar la mort de cèl·lules bacterianes però fotoblanquegen ràpidament. D’altres produeixen petites quantitats d'oxigen singlet però exhibeixen una elevada fotostabilitat. Els resultats presentats en aquest treball amplien el ventall de flavoproteïnes fotoactives i proporcionen una guia útil per triar la millor opció per a cada aplicació. MiniSOG va ser la primera flavoproteïna desenvolupada racionalment amb l’objectiu de produir d'oxigen singlet. Des de llavors ha estat emprada en nombrosos estudis, però les seves propietats fotoquímiques són complexes i encara resten qüestions pendents de resoldre. Mitjançant estudis estructurals i espectroscòpics s’ha aconseguit racionalitzar la seva modesta producció d’oxigen singlet, dilucidar les transformacions que experimenta quan s’irradia amb llum i establir una base científica sòlida pel desenvolupament racional de nous fotosensibilitzadors d'oxigen singlet codificats genèticament. Així mateix, s'han caracteritzat nous mutants de miniSOG més eficients, així com heterodímers de flavoproteïnes que combinen propietats fotofísiques complementàries. També s’ha demostrat que miniSOG i certs mutants indueixen selectivament la mort de cèl·lules de mamífer quan s’il·luminen amb llum blava, i que és possible combinar proteïnes fotoactives amb reporters fluorescents de processos cel·lulars. L'aplicació de la teràpia fotodinàmica pel tractament del melanoma continua sent un dels principals reptes biomèdics. En aquest estudi, s’ha proposat utilitzar miniSOG per tractar cèl·lules de melanoma. Lamentablement, no ha estat possible comprovar l’expressió correcta de la proteïna fotoactiva, pel que no s’ha pogut avaluar la idoneïtat de la proposta ni extreure’n conclusions. |
|---|