Sensores luminiscentes de proteínas implicadas en cáncer

Resumen

El desarrollo de sensores selectivos y eficientes representa uno de los mayores retos de las investigaciones actuales en el campo de la biomedicina. Nuestro trabajo se ha centrado en el desarrollo de sensores luminiscentes para estudiar procesos de interacción proteína-proteína de relevancia biológica y más concretamente, para la detección selectiva de proteínas implicadas en el ciclo celular y factores de transcripción oncogénicos. 1. Sensores de proteína quinasa C. La fosforilación de proteínas reguladoras es la modificación más frecuentemente para modular los mecanismos celulares. Las quinasas que catalizan la transferencia de fosfato están implicadas prácticamente en cada aspecto del funcionamiento celular. Un claro ejemplo es la proteína quinasa C que juega un papel importante en la regulación del ciclo celular y por este motivo existe un gran interés en el desarrollo de sensores específicos de esta proteína. Se han desarrollado varios péptidos que actúan como sensores de la proteína quinasa C que incorporan en su secuencia un complejo quelatante de lantánidos coordinativamente insaturado y un residuo de Trp que permite la emisión del metal por transferencia de energía intramolecular. Se ha demostrado que la señal de luminiscencia de estos péptidos es sensible a su estado de fosforilación y se ha estudiado el mecanismo de esa variación. 2. Sensores de ciclina A. El ciclo celular en células eucariotas está regulado por varios complejos de quinasas formados por la asociación de una unidad de quinasa (CDK) con una unidad reguladora de ciclina. Se ha encontrado una gran correlación entre la desregulación de estos complejos y la patología del cáncer. Por ello es interesante el desarrollo de sensores de ciclina que puedan usarse en el estudio de mecanismos implicados en el control del ciclo celular y que sirvan para la identificación de nuevos inhibidores con posibles aplicaciones farmacológicas. Se han diseñado dos tipos de sensores luminiscentes para ciclina A. Por un lado se han preparado sensores luminiscentes basados en la sensibilización intermolecular de complejos peptídicos de Tb3+ que se unen específicamente a ciclina A y que han demostrado buena afinidad y extraordinaria selectividad. Este trabajo constituye la primera demostración del mecanismo de sensibilización intermolecular como base para un sensor biomolecular. Por otra parte se han sintetizado péptidos fluorescentes sensibles a la polaridad que aumentan su emisión selectivamente en presencia de ciclina A, con los que se han puesto a punto ensayos de competición para la identificación de posibles inhibidores de esta proteína. 3. Sensores de cremalleras de leucinas y del factor de transcripción c-Jun. La expresión genética es un proceso perfectamente regulado y dicha regulación se produce fundamentalmente en la etapa de la transcripción por la acción de proteínas especializadas llamadas factores de transcripción cuya alteración puede originar un gran número de enfermedades como el cáncer. Una de las proteínas más frecuentemente implicada en la aparición y desarrollo de cánceres humanos es el factor de transcripción c-Jun, lo que lo convierte en una diana fundamental en el desarrollo de estrategias terapéuticas anticáncer y de nuestros estudios en nuevas estrategias de detección. Se han diseñado sensores basados en cremalleras de leucinas modificadas que incluyen un residuo de Trp dador y un complejo DOTA[Tb3+] aceptor cuya separación, y por lo tanto la eficiencia en la transferencia de energía y en la señal luminiscente, depende del estado de asociación del péptido. De esta manera se puede detectar específicamente la formación de cremalleras de leucinas heterodiméricas con c-Jun.