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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/3767| Nanorreactores enzimáticos para el tratamiento de la enfermedad de Pompe Enzymatic nanoreactors for the treatment of Pompe disease | |
| Jordán Molina Solís | |
| Rafael Vázquez Duhalt | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Alfa Glucosidasa Acida, Enfermedad de Pompe, Nanorreactores enzimáticos, Terapia de reemplazo enzimático, Virus del mosaico del bromo Acid alfa-glucosidase, Brome mosaic virus, Enzymatic nanorreactors, Enzyme replacement therapy, Pompe disease | |
| La enfermedad de Pompe (EP) es un trastorno hereditario caracterizado por la deficiencia de la enzima alfa glucosidasa acida (GAA), que conlleva a la acumulación de glucógeno dentro de los lisosomas y que resulta perjudicial para la salud. La terapia de reemplazo enzimático (TRE) ha sido el principal tratamiento para hacer frente a la EP, sin embargo, su efectividad se ve reducida por la activación del sistema inmune, procesos proteolíticos y la dificultad que presenta la enzima terapéutica para atravesar la barreara hematoencefálica. El objetivo de este trabajo fue diseñar y sintetizar nanorreactores enzimáticos basados en el confinamiento de la enzima GAA en cápsides del virus del mosaico del bromo (BMV), con el fin de buscar posibles terapias para mejorar el tratamiento de la EP. Por lo cual, los nanorreactores con actividad enzimática GAA fueron sintetizados mediante el método de autoensamble de las proteínas de cápside del virus BMV en presencia de la enzima GAA. La proteína de cápside del BMV se obtuvo a partir del desensamble del virión nativo. La cantidad de enzima encapsidada se evaluó por medio de electroforesis en geles desnaturalizantes de poliacrilamida. La actividad enzimática de la GAA libre y de la GAA confinada en las cápsides virales fueron estudiadas utilizando el sustrato p-nitrofenol α-D-glucósido (pNP-Glc), y por medio del modelo de Michaelis-Menten se determinaron las constantes catalíticas correspondientes. Los resultados indican que el sustrato es menos a fin hacia la enzima libre (KM= 0.61 ±0.2 uM), en comparación con la enzima encapsulada (KM= 0.11 ±0.03 uM), no obstante, la enzima confinada en las cápsides presenta menor actividad (kcat= 124 ±24 s-1), en contraste con la enzima libre (kcat= 355 ±30 s -1). Por otro lado, la microscopía electrónica de transmisión (TEM), muestra que los nanorreactores sintetizados poseen una morfología cuasi-esférica con un diámetro promedio de 26 ±3 nm, similares al virión nativo. En conclusión, se han sintetizado de manera exitosa nanorreactores enzimáticos con actividad GAA con la posibilidad de poder ser usados para mejorar el tratamiento de la enfermedad de Pompe. Pompe disease (PD) is an inherited disorder originated by the deficiency of the enzyme acid alfa-glucosidase (GAA) that induces the glycogen accumulation inside the lysosomes, which is detrimental to health. The enzyme replacement therapy (ERT) has been, so far, the main treatment to contend with the EP, however, its effectivity is reduced by the immune response, enzyme proteolysis and the enzyme difficulty to cross the blood brain barrier. The aim of this work was to design and synthetize enzymatic nanoreactors based on the enzyme confinement inside the virus-like particles from the brome mosaic virus (BMV) in order to search for possible therapies to improve the treatment of PD. The GAA confinement was performed by the self-assembly of the coat proteins of BMV in the presence of GAA. The coat protein from BMV was obtained and purified from the disassemble of native virus. Several mass proportions of GAA and capsid protein were tested in the auto-assembly reaction. The amount of encapsulated enzyme was determined by denaturing polyacrylamide gel electrophoresis. The enzymatic activity of free GAA and GAA confined were studied using the substrate p-nitrophenol α-D-glucoside (pNP-Glc, and the corresponding catalytic constants were determined by means of the Michaelis-Menten model. The results showed a higher substrate affinity of the nanoreactors (KM= 0.11±0.03 uM) than the free enzyme (KM= 0.61 ±0.2 uM), nevertheless, the transformation rate was higher with the free enzyme (kcat= 355 ±30 s-1) than the confined GAA (kcat= 124 ±24 s-1). On the other hand, the transmission electron microscopy (TEM) showed that the nanoreactors are quasi-spheric shape with a diameter of 26 ±3 nm, which is similar to native virus. In conclusion, so far, enzymatic nanoreactors with GAA activity were successfully synthesized with the possibility of being used to improve the treatment of Pompe disease. | |
| CICESE | |
| 2022 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Molina Solís, J. 2022. Nanorreactores enzimáticos para el tratamiento de la enfermedad de Pompe. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 38 pp. | |
| PROPIEDADES DE LOS MATERIALES | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Nanociencias |
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