Prediction of the three-dimensional structure of Cornu aspersus hemocyanin and its characterisation

Abstract

This project has intended to shed light in to the knowledge of Hemocyanin: from the evolutionary level, protein structure level and its interaction with other proteins. This motivation is given by the peculiarities of this protein: hemocyanin has been studied in close species before and it is possible to compare studies, it is a metalloprotein, which have a lot of scientific interest due to its importance in living organisms due to the chemical properties given by the metal, it has been reported that hemocyanin has anticancer effects and having more information about this protein may help in how this effect is produced.

El projecte ha intentat estudiar a grans trets la proteïna Hemocianina: a nivell evolutiu, a nivell d'estructura proteica i a nivell d'interacció amb altres proteïnes. Tot això ve motivat pel fet de conèixer en més profunditat aquesta proteïna: primerament, perquè ja s'ha estudiat en altres organismes propers, el que permet fer un treball comparatiu; segon, perquè es tracta d'una metal·loproteïna, les quals son molt complexes gràcies a que van associades a metalls i permeten fer funcions vitals (citocrom C, calmodulina, etc...); finalment, s'està estudiant el seu efecte anti-carcinogen i conèixer la seva estructura pot ajudar a resoldre incògnites de com es produeix aquest efecte. Els passos seguits en aquest treball són: Primer, s'han agafat les parts repetitives de la seqüència d'hemocianina (anomenades unitats funcionals) i s'han alineat amb AliView, s'han fet arbres filogenètics d'aquestes repeticions i de les tres isoformes d'hemocianina que es coneixen fins al moment. Després s'han agafat les unitats funcionals i s'ha predit la seva estructura terciària trobant el millor motlle fent prèviament BLAST. S'han comparat els models d'estructura resultants sobreposant-los amb Chimera. Finalment s'ha predit l'estructura d'una proteïna que es creu que intervé en la síntesi de l'hemocianina i s'ha fet un docking de les dues. Les conclusions són que les hemocianines provenen d'un mateix gen ancestral i que les unitats funcionals mantenen la seva estructura proteica. A més, hi ha una possible interacció entre unitat funcional i metal·lotioneïna.

El proyecto ha intentado estudiar a grandes rasgos la proteína Hemocianina: a nivel evolutivo, a nivel de estructura proteica y a nivel de interacción con otras proteínas. Todo esto viene motivado por el hecho de conocer en más profundidad esta proteína: primeramente, porque ya se ha estudiado en otros organismos próximos, el que permite hacer un trabajo comparativo; segundo, porque se trata de una metaloproteína, las cuales su muy complejas gracias a que van asociadas a metales y permiten hacer funciones vitales (citocromo C, calmodulina, etc...); finalmente, se está estudiando su efecto anti-carcinógeno y conocer su estructura puede ayudar a resolver incógnitas de cómo se produce este efecto. Los pasos seguidos en este trabajo son: Primero, se han cogido las partes repetitivas de la secuencia de hemocianina (llamadas unidades funcionales) y se han alineado con AliView, se han hecho árboles filogenéticos de estas repeticiones y de las tres isoformes de hemocianina que se conocen hasta el momento. Después se han cogido las unidades funcionales y se ha predicho su estructura terciaria encontrando el mejor molde haciendo previamente BLASTO. Se han comparado los modelos de estructura resultantes sobreponiéndolos con Chimera. Finalmente se ha predicho la estructura de una proteína que se cree que interviene en la síntesis de lo hemocianina y se ha hecho uno docking de las dos. Las conclusiones son que las hemocianines provienen de un mismo gen ancestral y que las unidades funcionales mantienen su estructura proteica. Además, hay una posible interacción entre unidad funcional y metaloproteína.