Role of charged residues in the protein membrane and protein-protein interaction during activation of the mitochondrial pathway of apoptosis

Autores
Jaure, Omar David Argentino; Viso, Juan Francisco; Amundarain, María Julia; Zamarreño, Fernando; Costabel, Marcelo Daniel
Año de publicación
2017
Idioma
inglés
Tipo de recurso
documento de conferencia
Estado
versión publicada
Descripción
The intrinsic pathway of apoptosis is activated by signals of cellu-lar stress and regulated at the mitochondrial level. Such regulationis carried out by members of the Bcl-2 protein family (B leukemiacell lymphoma 2). Protein-protein and membrane-protein interac-tions allow the exposure of hidden domains in the initial conforma-tion of pro-apoptotic members. Bax and Bid are members of theBcl-2 family of proteins that promote apoptosis by an external mi-tochondrial membrane permeabilization mechanism (MOMP). Theinteraction between Bax, Bid and membrane, triggers a series ofevents that include; opening of a pore in the external mitochondrialmembrane, release of apoptogenic factors from the intermembranespace and activation of caspases, to finally culminate in a processof cell death program by apoptosis. Although there is a broad knowl-edge at the structural level of proteins belonging to the Bcl-2 family,the mechanisms involved in MOMP require a better understandingof the conformational changes and specific contacts required to trig-ger apoptosis.In a previous work we demonstrated the influence of non-specificelectrostatic interactions in the first approach between Bax-mem-brane and between Bax-Bid. In the present work, we computational-ly model the interaction between Bid and membrane, determine theamino acids important for the interaction between Bax and mem-brane by in silico mutagenesis, and try to elucidate the mechanisminvolved in the formation of the apoptogenic pore in the externalmitochondrial membrane. Free Electrostatic Energy of Binding,was computed using Finite Difference Poisson Boltzmann Equation(FDPB) method as implemented in software APBS (Adaptive Pois-son Boltzmann Solver). This type of calculations provided a startingpoint for further computational analysis through molecular dynam-ics simulations (MD). To this end, we used GROMACS simulationpackage.
Fil: Jaure, Omar David Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Viso, Juan Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Amundarain, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Zamarreño, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
Fil: Costabel, Marcelo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; Argentina
LXII Reunión Científica de la Sociedad Argentina de Investigación Clínica; LIII Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular; LXV Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Inmunología; Reunión de la Sociedad Argentina de Andrología; XLVI Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Biofísica ; XLIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Farmacología Experimental; Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Fisiología; Reunión de la Sociedad Argentina de Hematología y XXIX Reunión Anual de la Sociedad Argentina de Protozoología
Ciudad Autonoma de Buenos Aires
Argentina
Sociedad Argentina de Biofísica
Sociedad Argentina de Investigación Clínica
Sociedad Argentina de Investigación Bioquímica y Biología Molecular
Sociedad Argentina de Información
Sociedad Argentina de Farmacología Experimental
Sociedad Argentina Andrología
Sociedad Argentina de Hematología
Sociedad Argentina Protozoología
Sociedad Argentina Fisiología
Sociedad Argentina de Biología
Materia
Apoptosis
Bcl-2
Molecular dynamics
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
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Theinteraction between Bax, Bid and membrane, triggers a series ofevents that include; opening of a pore in the external mitochondrialmembrane, release of apoptogenic factors from the intermembranespace and activation of caspases, to finally culminate in a processof cell death program by apoptosis. Although there is a broad knowl-edge at the structural level of proteins belonging to the Bcl-2 family,the mechanisms involved in MOMP require a better understandingof the conformational changes and specific contacts required to trig-ger apoptosis.In a previous work we demonstrated the influence of non-specificelectrostatic interactions in the first approach between Bax-mem-brane and between Bax-Bid. In the present work, we computational-ly model the interaction between Bid and membrane, determine theamino acids important for the interaction between Bax and mem-brane by in silico mutagenesis, and try to elucidate the mechanisminvolved in the formation of the apoptogenic pore in the externalmitochondrial membrane. Free Electrostatic Energy of Binding,was computed using Finite Difference Poisson Boltzmann Equation(FDPB) method as implemented in software APBS (Adaptive Pois-son Boltzmann Solver). This type of calculations provided a startingpoint for further computational analysis through molecular dynam-ics simulations (MD). To this end, we used GROMACS simulationpackage.Fil: Jaure, Omar David Argentino. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Viso, Juan Francisco. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Amundarain, María Julia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Zamarreño, Fernando. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. Instituto de Física del Sur; ArgentinaFil: Costabel, Marcelo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto de Física del Sur. Universidad Nacional del Sur. Departamento de Física. 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