Estudio de la estabilidad mecánica de SUMO1 y SUMO2, dos proteínas de la familia de ubiquitinas, mediante dinámica molecular.

Dentro de las diversas modificaciones post-traduccionales que cumplen las proteínas de las células eucariotas está la ubiquitinacion. La ubiquitina se une a los radicales del amino épsilon de los residuos de lisina del sustrato de manera individual o formando cadenas de poliubiquitinas unidas entre sí ya sea por su lisina 48 o 63, entre otras. De manera similar hay una familia creciente de proteínas con dominio UBL (ubiquitin-like proteins o ubiquitin-like domain) (1) que realizan modificaciones post-trasduccionales con mecanismos similares al de la ubiquitina. Algunos de los miembros de esta familia son las SUMOs (Small Ubiquitin-related MOdifiers) quienes actúan como modificadores post-trasduccionales reversibles de proteínas en eucariotas(2,3,4). La familia de SUMO en mamíferos incluye al menos tres miembros, SUMO1, SUMO2, SUMO3 y SUMO4, aunque el papel de este último miembro sigue siendo poco conocida (5). En contraste con ubiquitinación, la conjugación de SUMO es muy específica en cuanto a residuos de lisina de destino, pero muchos aspectos del sustrato y la selección de lisina por la conjugación de SUMO está aún pendiente de explicación. La regulación de sumoilación está íntimamente ligada a otras modificaciones post-traduccionales, incluyendo ubiquitinación, fosforilación y acetilación. Aunque casi todas las modificaciones de SUMO se realizan de manera monomérica , ya se ha reportado polimerización de SUMO in vitro e in vivo (6). Sin embargo, la relevancia funcional de polimerización de SUMO todavía no está clara. Existe un interés creciente por la relación entre los mecanismos sumoilación y procesos ubiquitinación (7). En lugar de ser estrictamente paralelas, estos dos sistemas tienen muchos puntos de intersección, y es probable que la coordinación de estos dos sistemas sea un factor crítico para la regulación de muchos procesos celulares fundamentales. De otro lado, estudios de la alta estabilidad mecánica de los dominios ß-plegados de proteínas como la ubiquitina, permiten afirmar que estos ¿parecen ser necesarios para su función y no son accidentales¿ según se ha concluido recientemente (8), basados en la existencia de posibles estados energéticos intermedios en el desplegamiento. En este sentido, los experimentos de molécula única conducentes a medir la estabilidad, en los cuales las proteínas son estiradas mecánicamente, permiten obtener información importante acerca de sus propiedades mecánicas. Mientras que las simulaciones computacionales de los mismos procesos, aportan detalles de los mecanismos a nivel atómicos que se presentan en las proteínas como respuesta a las fuerzas externas. Hasta el presente no se han reportado estudios concluyentes experimentales o computacionales asociados a la estabilidad mecánica de otros miembros de la familia de UBL. El presente proyecto pretende investigar la estabilidad mecánica de las proteínas SUMO1 y SUMO2 miembros de la familia de UBL mediante el método de simulación computacional PNW ¿Pull aNd Wait¿ (9) cuyos resultados permitan por ejemplo, dilucidar los mecanismos presentes a nivel atómico que conducen el proceso de desplegamiento de estas proteínas, por fuerzas mecánicas.