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Diseño in silico de proteínas específicas para la inhibición de ebvIL-10
In silico design of specific proteins for inhibition of ebvIL-10
Salvador Dueñas Espinoza
Genáro Pimienta Rosales
Acceso Abierto
Atribución
Proteínas
El virus del Epstein-Barr (EBV) es un virus gamma-herpes, presente en más del 90% de la población humana, en la cual persiste de manera latente de por vida. Sin embargo, al reactivarse en su huésped es el causante de diversos trastornos y patologías, principalmente la mononucleosis infecciosa. Por otra parte, la infección latente del EBV en pacientes inmunocomprometidos se ha asociado a diferentes tipos de cáncer (e.g.  linfoma de Burkitt, la enfermedad de Hodgkin, el linfoma no-Hodgkin, el carcinoma nasofaríngeo y la leucemia de células NK). El episoma del EBV codifica para diversas proteínas cuya función es necesarias para su funcionamiento y supervivencia en el huésped. Tal es el caso de la interleucina 10 viral (ebvIL-10), una citocina homóloga a la interleucina 10 humana (IL-10), responsable típicamente del control y terminación de la respuesta inflamatoria del hospedero. La función principal de ebvIL-10 durante la fase lítica de la infección por EBV es contribuir a la reinfección viral, al mediar la inhibición de la respuesta inmune. A la fecha, aún no existe un tratamiento eficaz en contra del EBV cuando este se encuentra asociado a patologías. En este trabajo se propone utilizar a las miniproteínas cystine-knot MVIIA y EETI-II de origen natural para el diseño racional de biomoléculas específicas que permitan inhibir a la IL-10 del EBV. Nuestra hipótesis es que estas biomoléculas “de diseño” podrán evitar que el virus escape de la detección del sistema inmune del hospedero durante la fase lítica y de re-infección. Para la obtención de las diferentes proteínas específicas se llevó a cabo el diseño y modelado de diferentes mutantes de las proteínas MVIIA y EETI-II utilizando el software MODELLER. Posteriormente se refinaron mediante simulaciones de dinámica molecular con el software NAMD, para proceder a realizar el análisis de acoplamiento proteína-proteína (Docking) mediante el servicio en línea ROSIE. Se obtuvieron tres miniproteínas diferentes de cada uno de los andamios, obteniendo un total de seis mutantes potenciales para su análisis de interacción. Aunque aún falta verificar las propiedades de las biomoléculas diseñadas en ensayos in vitro e in vivo, esta tesis permite sugerir que el diseño in silico de proteínas específicas es una nueva alternativa para la creación de fármacos con potenciales aplicaciones terapéuticas para la inhibición de la ebvIL-10.
The Epstein-Barr Virus (EBV) is a gamma-herpesvirus present in over 90% of the human population where it establishes a life-long latent infection, typically asymptomatic. Sporadic lytic reactivation of EBV can cause various disorders and diseases, such as infectious mononucleosis. EBV latent infection, in immunecompromised patients has been associated with several types of cancer (e.g. Burkitt’s lymphoma, Hodgkin’s disease, non-Hodgkin’s lymphoma, nasopharyngeal carcinoma, natural killer (NK)-cell leukemia, hemophagocytic lymphohistiocytosis, and angioblastic T-cell lymphoma). The EBV episome encodes diverse proteins necessary for latency perpetuation in the host. One of these viral proteins is the EBV-encoded interleukin-10 (ebvIL-10), which is an orthologue of human interleukin- 10 (IL-10); a protein that mediates the control and termination of the host inflammatory response.  An effective treatment of patology-associated EBV infection is still missing. The hypothesis supporting this Masters Thesis is that the computer-based rational design of specific ebvIL10 inhibitors can be achieved by using the mini-proteins MVIIA and EETIII. These miniproteins are nature-derived cystine-knot known to be “privilleged” protein scaffolds for protein engineering purposes. While in vitro and ex vivo functional tests of the engineered mini-proteins are necessary, we predict that these ebvIL10 inhibitors will hamper EBV´s immune evation and thus minimize its ability to re-infect host cells during the viral lytic cycle.  The software MODELLER was used to obtain an initial predicted structure of the different specific proteins engineered. These modelled structures were refined by molecular dynamics simulation with the software NAMD, prior to the protein-protein interaction analyses (Docking). Three different mini-proteins of each scaffold were obtained, with a total of six mutants with potential for an interaction analysis. While in vitro and ex vivo functional tests of the engineered mini-proteins are necessary, our data suggests that the in silico design of specific proteins is an alternative for the creation of drugs with therapeutic potential application for the inhibition of ebvIL-10.
CICESE
2015
Tesis de maestría
Español
Dueñas Espinoza, S.2015.Diseño in silico de proteínas específicas para la inhibición de ebvIL-10.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California.
MICROBIOLOGÍA
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