Del átomo a la célula: determinantes moleculares que definen la función de galectinas humanas

Las galectinas constituyen una familia de proteínas altamente conservadas a través de la evolución con capacidad de unir carbohidratos presentes en diferentes glicoproteínas de la membrana plasmática y la matriz extracelular. Estas proteínas reconocen en forma específica unidades repetidas de N-acetil lactosamina [LacNac, Galβ1-4-NAcGlc] presentes en N- y O-glicanos. El énfasis del trabajo se centró en determinar los detalles estructurales que diferencian a cada una de estas proteínas, buscando correlaciones entre la dinámica molecular, la estabilidad y la selectividad de unión a glicanos para desencadenar la función celular para la que han sido evolutivamente selecccionadas. A través de una aproximación multidisciplinaria, se empleó una variedad de técnicas de simulación computacional y diversas estrategias experimentales para estudiar los mecanismos y determinantes moleculares de regulación de la unión a glicanos en galectinas y posterior activación de su función en diversos cultivos celulares. Las metodologías empleadas consistieron desde simulaciones de dinámica molecular clásica hasta la expresión y purificación de proteínas recombinantes y ensayos de unión al ligando, cinéticas de oxidación y apoptosis in vitro mediantes citometría de flujo y diversas técnicas de microscopía óptica y electrónica. En primer lugar, este estudio se ha centrado en la caracterización y comparacion estructural y dinámica de cada galectina y su especificidad por diversos glicanos fisiológicamente relevantes. En segundo lugar, se ha estudiado el mecanismo de oxidación y función de enlaces disulfuro en galectina-1, proponiendo la existencia de un interruptor molecular presente sólo en este miembro de la familia. El mismo explicaría el cambio de función al cambiar de estado redox. Por último, se estudió el impacto de la estructura cuaternaria en la unión a glicanos específicos en glicoproteínas y la formación de redes supramoleculares de glicanos en la superficie de la célula