A expresión xenética é o proceso mediante o cal as instrucións xenéticas son interpretadas nas nosas células para sintetizar produtos tan importantes como as proteínas, as encimas ou as hormonas; trátase dun proceso crítico para o funcionamento das células, regulado principalmente por un tipo de proteínas que se acoplan ao ADN e que se coñecen como factores de transcrición (FTs).
En numerosas ocasións, eses factores de transcrición interactúan co ADN en forma de complexos multiméricos, é dicir, como un complexo que contén varias proteínas diferentes; ademais, o proceso de acoplamento á cadea de ADN adoita ir acompañado de modificacións moi precisas na súa estrutura tridimensional, e a miúdo require a presenza doutras pequenas moléculas.
A importancia e a complexidade deste tipo de proteínas espertaron o interese da comunidade investigadora en deseñar factores de transcrición que poidan servir de modelo para reproducir as propiedades de acoplamento ao ADN que posúen algunhas proteínas naturais.
A principal achega que realizaron os investigadores do CiQUS neste traballo consistiu no deseño dun novo método para o recoñecemento específico dunha secuencia de ADN de ata nove pares de bases, integrando nun único sistema varias das características dos factores de transcrición naturais. O novo sistema combina un fragmento dun deses FTs naturais cunha molécula sintética especialmente deseñada para ensamblarse con ese fragmento. As estruturas obtidas nesta investigación fórmanse, así, unicamente nas condicións indicadas (respondendo a estímulos externos, como a presenza de ións metálicos) e presentan propiedades reversibles, con interaccións múltiples e coordinadas.
O sistema obtido representa un caso pouco frecuente de auto-ensamblado, xa que implica catro compoñentes diferentes: un metal, un péptido, unha molécula pequena e un ácido nucleico, que se autoensamblan en presenza da secuencia apropiada de ADN, formando unha estrutura que pode ser desensamblar posteriormente a vontade. A estratexia adoptada polos investigadores do CiQUS baseouse en facer un deseño químico previo que permitise aos compoñentes involucrados ensamblarse na forma desexada, outorgando finalmente unha dobre función ao ión de níquel: como conector entre dúas moléculas e establecendo a orde apropiada da estrutura molecular para unha correcta pregadura.
O traballo foi desenvolvido integramente no CiQUS polos estudantes de doutorado Jesús Mosquera e Mateo I. Sánchez, baixo a supervisión dos profesores M. Eugenio Vázquez e José Luis Mascareñas directores do grupo de investigación MetBioCat.
Publicación: Reversible Supramolecular Assembly at Specific DNA Sites: Nickel-Promoted Bivalent DNA Binding with Designed Peptide and Bipyridyl–Bis(benzamidine) Components. Angew. Chem. Int. Ed. 2014, 53, 9917.