Estudios estructurales en solución del factor de transcripción E2C deHPV-16 y su interacción con ADN

• Autores: Nadra, Alejandro Daniel
• Año de publicación: 2005
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: De Prat Gay, Gonzalo; Cicero, Daniel Oscar
• Materia: E2C; INTERACCION PROTEINA-ADN; RMN; PAPILOMAVIRUS; ACOPLAMIENTOS DIPOLARES RESIDUALES; PROTEIN-DNA INTERACTION; PAPILLOMAVIRUS; NMR; RESIDUAL DIPOLAR COUPLINGS
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La cepa 16 de HPV es responsable del 50% de los casos de cáncer de cuello de útero asociado a Papilomavirus. La proteína E2 es el único factor de transcripción viral y posee cuatro o más sitios de unión en su genoma, cuya interacción diferencial está asociada a las distintas etapas del ciclo viral. Para cumplir su función regulatoria, E2 debe discriminar entre los distintos sitios específicos, a través de diferencias mínimas en la afinidad, en presencia de un enorme exceso de sitios no específicos , en el contexto del genoma. Con el objetivo de comprender las bases estructurales de esta discriminación, nos propusimos estudiar la estructura de la proteína libre en solución y su complejo con ADN, así como caracterizar equilibrios conformacionales de ambos ligandos. Se realizó principalmente mediante RMN que, además de proporcionar estructuras con detalle atómico, permite el estudio de la dinámica, fundamental en procesos de reconocimiento de este tipo. En la presente tesis se describe la estructura de E2C de HPV-16, cuya topología no difiere de la de otras proteínas de su familia. E2C presenta una estructura plástica, con una gran exposición al solvente de su esqueleto proteico, y un loop flexible en la interfaz con el ADN. La estructura no se modifica significativamente al unir un ADN, pero sí lo hace su dinámica y su exposición al solvente que resultan muy disminuidas. El loop β2−β3, por otro lado, permanece flexible aun encontrándose a corta distancia del ADN sugiriendo una importancia de esta flexibilidad en la interacción. La ausencia de cambio estructural entre la proteína libre y unida, sugiere un papel activo de los sitios de unión de ADN en la discriminación de afinidades. En solución estos sitios se presentan precurvados y sensibles al efecto del magnesio o la temperatura.Independientemente de las variaciones conformacionales de los sitios libres, una vez unidos adoptan una conformación similar y complementaria a una región de E2C. Sin embargo, se mantendrían pequeñas diferencias entre los distintos complejos. El uso de oligonucleótidos de distintas longitudes permitió la identificación de una interacción novedosa que, junto con otras características propias de E2C que se describen, explicaría la alta actividad regulatoria de esta proteína.
High risk HPV16 is responsible for the largest percentage of cervical cancers linked to human Papillomavirus infection. The E2 protein is a key factor for transcriptional regulation of all viral genes and has four or more binding sites in its genome; its differential interaction with these sites is associated to different viral cycle stages. To accomplish its regulatory function, E2 must discriminate among its various specific sites by minimal affinity differences and in the presence of a huge excess of non-specific sites in the context of the genome. With the aim of understanding the structural bases of this discrimination we decided to study the structure in solution of the free protein and its complex with DNA, as well as characterize conformational equilibrium of both ligands. This goal was accomplished mainly by NMR which, besides yielding structures with atomic detail, allows dynamic studies fundamental in interaction processes of this kind. In the present thesis we describe the HPV-16 E2C structure, whose topology does not differ from that of other members of its family. E2C presents a plastic structure with an extensive solvent-exposed backbone and a flexible loop in the interface with DNA. The structure does not change significantly upon binding but its dynamics and solvent exposure become largely diminished. The β2−β3 loop, on the other hand, remains flexible even being very close to DNA, suggesting an important role of this flexibility in the interaction. The lack of structural change between the free and bound protein suggests an active role of its bindings sites in affinity discrimination. In solution these sites are found curved and their curvature is temperature and magnesium sensitive. Independently of conformational variations of the free sites, once bound all of them adopt a very similar conformation, complementary to a region of E2C. Nevertheless, each site would retain slight differences in the different complexes. The use of different sized oligonucleotides allowed the identification of a novel interaction that, together with other characteristics of E2C described herein, could explain the tight transcriptional control of this protein.
Fil: Nadra, Alejandro Daniel. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.