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Análisis estructural de las proteínas de reparación del ADN

Las células han desarrollado a lo largo de la evolución una serie de mecanismos complejos que les permiten hacer frente al daño en el ADN y mantener así su integridad genómica. La contrapartida de este fenómeno es que las células tumorales pueden evadir la quimioterapia.
Análisis estructural de las proteínas de reparación del ADN
La quimioterapia, el tratamiento de referencia contra el cáncer, se basa en el uso de agentes farmacológicos que provocan daños en el ADN y, por tanto, la muerte celular. Sin embargo, las células emplean mecanismos como la reparación por escisión de nucleótidos para enmendar el daño en el ADN y mantener su integridad genómica. Durante este proceso, la endonucleasa de estructura específica XPF/ERCC1 escinde el ADN bicatenario en ADN monocatenario, reparando así los entrecruzamientos inducidos en el ADN por los complejos de platino empleados como agentes antitumorales.

Indicios recientes señalan que una menor actividad de la XPF/ERCC1 podría sensibilizar las células tumorales a los fármacos quimioterapéuticos, mejorando así su eficacia. Sin embargo, la identificación de inhibidores de XPF/ERCC1 para terapia anticancerígena ha demostrado ser sumamente difícil. Para ayudar en el desarrollo de estos agentes farmacológicos, el equipo del proyecto financiado por la Unión Europea XPF-ERCC1 (Structural and kinetic studies of XPF/ERCC1-DNA complex for drug discovery) se propuso estudiar el mecanismo mediante el que XPF/ERCC1 reconoce y escinde secuencias diana de ADN.

Los investigadores combinaron métodos estructurales y cinéticos para estudiar el reconocimiento de sustratos relevantes de ADN por la proteína XPF/ERCC1. En este contexto, se empleó la resonancia magnética nuclear (RMN) para obtener un modelo estructural del complejo XPF/ERCC1-ADN a nivel atómico, mientas que las medidas cinéticas permitieron determinar la tasa de unión/disociación. Además, se logró expresar y purificar un heterodímero mínimo de la proteína completa que escinde todas las estructuras de ADN para estudios enzimáticos y cristalográficos.

Seguidamente, se optimizó el heterodímero mínimo de la proteína XPF/ERCC1 para llevar a cabo un cribado de alto rendimiento de inhibidores de la actividad nucleasa. Esto permitió identificar varios compuestos cabeza de serie prometedores que, posteriormente, fueron evaluados. Los investigadores observaron que la afinidad de la proteína XPF/ERCC1 por diferentes sustratos no difería significativamente, pero afectaba a la estabilidad del complejo.

En conjunto, el proyecto realizó descubrimientos significativos respecto a la solubilidad y la agregación de la proteína XPF/ERCC1, la caracterización de la afinidad por diferentes sustratos de ADN y la estabilidad de complejos proteína-ADN relevantes. Esta información sentará las bases para estudios futuros destinados a determinar la correlación entre la unión de ADN y la actividad enzimática de la proteína XPF/ERCC1.

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Palabras clave

Daño en el ADN, quimioterapia, reparación por escisión de nucleótidos, XPF/ERCC1, inhibidor
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