CARACTERIZACIÓN DE LA ESTRUCTURA SECUNDARIA DE SUBTIPOS DE LA HISTONA H1 POR DICROÍSMO CIRCULAR / CHARACTERIZATION OF THE SECONDARY STRUCTURE OF HISTONE H1 SUBTYPES BY CIRCULAR DICHROISM (CD)

Introducción: Las histonas H1 modulan la estructura y la función de la cromatina. Las células somáticas de mamífero contienen los subtipos H1º, H1a, H1b, H1c, H1d y H1e; en células germinales de testículo y en ovocito, se encuentran respectivamente H1t y H1oo. Su estructura está conformada por un dominio central globular flanqueado por los dominios N-Terminal (DNT) y C-Terminal (DCT). Objetivo: Caracterizar la estructura secundaria de subtipos de la histona H1 mediante dicroísmo circular (DC). Materiales y Métodos: La histona H1 total se extrajo de núcleos de cerebro de rata por cromatografía de intercambio catiónico; la H1º se purificó por filtración en gel y las H1a, H1b, H1c y H1e por cromatografía líquida de alta resolución de fase reversa (RF-HPLC). Los espectros de DC se realizaron en tampón fosfato 10 mM; tampón fosfato 10 mM, 20% TFE (trifluoroetanol); tampón fosfato 10 mM, 40% TFE; tampón fosfato 10 mM, 60% TFE; tampón fosfato 10 mM, 150 mM NaCl y tampón fosfato 10 mM, 1 M NaCl. El análisis de los espectros se realizó con el programa Standard Analysis. Resultados: El porcentaje de hélice-alfa se calculó por diferentes métodos matemáticos teniendo en cuenta elipticidad molar a 193 nm y a 222 nm; con programa de deconvolución K2D y con relaciones cualitativas R1 y R2. El TFE induce la estructura en hélice-alfa en cada uno de los subtipos, mientras que NaCl no induce ningún cambio importante. Conclusión: Los subtipos con mayor contenido de hélice-alfa son H1a y H1c. Las diferencias observadas en el porcentaje de hélice-alfa entre los diferentes subtipos puede ser importante para su diferenciación funcional.

H1 histones modulate the structure and function of chromatin. Mammalian somatic cells contain H1º, H1a, H1b, H1c, H1d and H1e subtypes; H1t and H1oo are found in testicular germ cells and oocyte, respectively. Its structure consists of a globular core domain flanked by N-terminal (DNT) and C-terminal (DCT) domains. Objective: To characterize the secondary structure of histone H1 subtypes through circular dichroism (CD). Materials and Methods: Total histone H1 was extracted for rat brain nuclei by cation exchange chromatography; histone H1º was purified by gel filtration and the histones H1a, H1b, H1c and H1e were purified by reversed phase high performance liquid chromatography (RP-HPLC). CD spectra were performed in 10 mM phosphate buffer; 10 mM, 20% TFE phosphate buffer (trifluoroethanol); 10 mM, 40% TFE; phosphate buffer 10 mM, 60% TFE; phosphate buffer 10 mM, 150 mM NaCl and phosphate buffer 10 mm, 1 M NaCl. The analysis of the spectra was performed with JASCO Standard Analysis. Results: The percentage of alpha-helix was calculated using different mathematical methods, taking into account the molar ellipticity at 193 nm, and 222 nm, with K2D deconvolution program and the R1 and R2 qualitative relationships. The results indicate that TFE induced the alpha-helix structure in each of the subtypes, whereas NaCl did not induce any significant change. Conclusion: H1a and H1c are subtypes with highest content of alpha-helix. The observed differences in the percentage of alpha-helix between different subtypes may be important for their functional differentiation.

COMPARACIÓN ENTRE EL POTENCIAL DE LAS REGIONES VARIABLES DEL 16s RDNA PARA LA IDENTIFICACIÓN DE Lactobacillus spp. (LACTOBACILLIACEAE) / COMPARING THE POTENTIAL FOR IDENTIFICATION OF Lactobacillus spp. OF 16s RDNA VARIABLE REGIONS

El 16s rDNA es utilizado para la identificación bacteriana dada su tasa de variación entre especies. Algunas de las regiones variables de la subunidad ribosomal son más informativas que otras por lo cual en este estudio se evalúa el potencial de identificación aportado por cada región y combinaciones entre ellas. Se extrajeron las regiones variables V1 a la V8 del 16s rDNA de diferentes cepas y especies de Lactobacillus y se analizaron mediante los paquetes de STAP (ss-RNA Taxonomy Assigning Pipeline) y RDP (Ribosomal Database Project) multiclassifier. Adicionalmente se evaluaron árboles filogenéticos de máxima verosimilitud. Nuestros resultados muestran que la mayoría de regiones variables logran dar una correcta clasificación hasta género, sin embargo no son suficientes para clasificar hasta especie usando STAP. La región que presenta el mayor número de amplímeros es V5V6, sin embargo es la que presenta la mayor cantidad de falsos negativos. La que presenta el mayor número de verdaderos positivos es V1V3 (especie) para STAP y V5V8(género) para RDP. Las filogenias evaluadas mostraron que la topología de referencia se puede obtener con diferentes combinaciones de regiones variables e.g., V1V3 y V1V8. El estudio experimental de las cepas contenidas en un tampón comercial mostró que el amplicón V1V8 y el V1V3 dan una misma clasificación correcta. Proponemos la región V1V3 como la región mínima para clasificación correcta de Lactobacillus spp.. En conclusión, la región mínima para clasificar especies del género Lactobacillus es la V1V3, la cual es útil para estudios metagenómicos de muestras de probióticos.

16s rDNA is used for bacterial identification because its variation rate between species allows differentiation. The gene for this ribosomal subunit has 9 variable regions and some of them give more information than others. We were interested in evaluating the potential for species identification of each region and their combinations. We extracted the V1 to V8 regions of 16s rDNA from different strains and species of Lactobacillus and analyzed them using STAP (ss-RNA Taxonomy Assigning Pipeline) and RDP (Ribosomal Database Project) multiclassifier packages. Phylogenetic trees obtained by maximum likelihood analyses were compared. Classification results show that many regions give the correct genus classification using RDP and STAP, however they are not enough to classify up to the level of species. V5V6 region presents the highest quantity of informative fragments but also present the highest rate of false negatives. V1V3 region presents the highest rate of true positives (species) using STAP and the region V5V8 in RDP (genus).The phylogenetic result shows that the reference topology could be obtained using different combination of regions as V1V3 and V1V8.The experimental validation was done using commercial strains from a probiotic tampon. Sequencing analysis show that the V1V3 region gives the same information and result as the complete 16s rDNA; the three isolated strains correspond to the strains indicated in the product. We conclude that the V1V3 region is the minimum required region to classify Lactobacillus spp. in the correct way and this region is useful in metagenomics to analyze probiotics samples.

Predicción de la estructura secundaria de proteínas usando Máquinas de soporte Vectorial / Protein secondary structure prediction using support vector machines

Entre los métodos computacionales utilizados para la predicción de la estructura secundaria de proteí­nas, se destaca el uso de máquinas de soporte vectorial. Este trabajo de investigación presenta la predicción de la estructura secundaria de proteínas desde su secuencia primaria de aminoácidos usando Máquinas de Soporte Vectorial. Como entradas, en la metodologí­a propuesta, se utilizan características de los diferentes motivos estructurales o cadenas de texto asociadas a la estructura primaria que representa la estructura secundaria, tales como el R-grupo y la probabilidad de que el aminoácido en la posición central adopte una determinada estructura secundaria. Para la extracción de características se utiliza un método de codificación de secuencias en el que cada símbolo en la estructura primaria se relaciona con cada sí­mbolo en la estructura secundaria. El uso de este método de codificación permite reducir la dimensionalidad de los datos de miles de características a sólo 220 de estas. Los resultados obtenidos son comparables a los registrados en la literatura, teniendo cerca de un 70% de precisión. Además, se logra reducir los costos computacionales en la construcción de los clasificadores debido a que este trabajo modela el problema de multi-clasificación como un grupo de clasificadores binarios.

Among the computational methods used for predicting secondary structure proteins highlights the use of support vector machines. This research shows the predicted secondary structure of protein from its primary amino acid sequence using Support Vector Machines. As inputs, in the proposed methodology, features are used from different structural motifs or text strings associated with the primary structure which represents the secondary structure, such as R-group and the probability that the amino acid at position adopts a central particular secondary structure. For feature extraction method is used coding of sequences in which each symbol in the primary structure is associated with each symbol in the secondary structure. The use of this encoding method reduces the dimensionality of the data of thousands of characteristics only 220 of these. The results obtained are comparable to those reported in the literature, taking about 70% accuracy. Furthermore, it is possible to reduce computational cost in the construction of classifiers because this work models the problem of multi classification as a group of binary classifiers.

Predicción computacional de estructura terciaria de las proteínas humanas Hsp27, αB-cristalina y HspB8 / Computational prediction of tertiary structure of the human proteins Hsp27, αB-crystalline and HspB8 / Predição computacional da estrutura terciária das proteínas humanas Hsp27, αB-cristalina e HspB8

Objetivo. Realizar predicciones computacionales de estructura de las proteínas humanas Hsp27, αB cristalina y HspB8. Materiales y métodos. La predicción de la estructura secundaria se obtuvo mediante un consenso de los programas de predicción secundaria GOR 4, nnPred, Sspro, APSSP2, JPredict, Porter, Prof, SOPMA, HNN y Psi-Pred. Los modelos de estructura terciaria se elaboraron a partir de fragmentos homólogos de proteínas con estructura terciaria conocida que fueron obtenidos por múltiples alineamientos. Empleando la secuencia primaria se obtuvieron perfiles de antigenicidad de las proteínas nativas y fueron analizados los perfiles de hidrofobicidad, polaridad, flexibilidad, accesibilidad tanto de las proteínas nativas como de las mutadas. Resultados. Las predicciones de estructura secundaria y terciaria de las proteínas estudiadas muestran que en los tres casos, más del 65% son regiones en coil, 20-25% en hoja plegada y menos del 10% en alfa hélice. Los análisis de estructura primaria muestran que al menos uno de los perfiles estudiados, en cada mutación está alterado. Conclusiones. Los análisis comparativos de estructura sugieren que las mutaciones afectan la solubilidad de las proteínas mutadas y con ello su función como chaperonas moleculares.

Objective: To make computational predictions of the structure of the human proteins Hsp27, αB-crystalline and HspB8. Materials and methods. The prediction of the secondary structure was obtained by a consensus of the programs for secondary prediction GOR 4, nnPred, Sspro, APSSP2, JPredict, Porter, Prof, SOPMA, HNN and Psi-Pred. The models of tertiary structure were built from fragments homologous to proteins with tertiary known structure that were obtained by multiple alignments. Using the primary sequence we obtained the antigenicity profiles of native proteins and we analyzed the profiles of hydrophobicity, polarity, flexibility and accessibility of both native and mutant proteins. Results. Predictions of the secondary and tertiary structures of the studied proteins show that in the three cases, more than 65% are coil regions, 20-25% are folded sheet and less than 10% are alpha helix. Analyses of the primary structure show that at least one of the studied profiles in every mutation is altered. Conclusions. The comparative analyses of structure suggest that mutations affect the solubility of the mutated proteins and hence affect their function as molecular chaperones.

Objetivo. Realizar predições computacionais da estrutura das proteínas humanas Hsp27, αB-cristalina e HspB8. Materiais e métodos. A predição da estrutura secundária foi obtida através de um consenso dos programas de predição secundária GOR 4, nnPred, Sspro, APSSP2, JPredict, Porter, Prof, SOPMA, HNN e Psi-Pred. Os modelos de estrutura terciária foram desenvolvidos a partir de fragmentos homólogos de proteínas com estrutura terciária conhecida que foram obtidos por alinhamentos múltiplos. Utilizando a seqüência primária foram obtidos perfis de antigenicidade das proteínas nativas e foram analisados os perfis de hidrofobicidade, polaridade, flexibilidade e acessibilidade, tanto da proteína nativa, como das mutantes. Resultados. As predições de estrutura secundária e terciária das proteínas estudadas mostram que nos três casos, mais de 65% são regiões em coil, 20-25% de folha pregueada e inferior a 10% em alfa-hélice. A análise da estrutura primária mostra que pelo menos um dos perfis estudados, em cada mutação está alterado. Conclusões. A análise comparativa da estrutura sugere que as mutações afetam a solubilidade das proteínas mutantes e, assim, sua função como chaperones moleculares.

Antibody recognition of synthetic peptides mimicking immunodominant regions of HIV-1 p24 and p17 proteins / Reconocimiento por anticuerpos de péptidos sintéticos que imitan regiones inmunodominantes de las proteínas p24 y p17 de VIH-1

The gag gene of HIV-1 encodes a single open reading frame of 55 kDa that contains three subdomains: the matrix domain (p17), the capsid domain (p24) and the nucleocapsid domain (p15). The p24 and p17 proteins have a predominant a-helical structure and perform important functions throughout thevirallife-cycle. The determination of gag-specific antibodies is important because declining titers of these antibodies herald clinical deterioration.In this work we present the results obtained on immunoreactiviy of synthetic peptides that mimic immunogenic a-helical regions of p24 and p17. The influence on the immunoreactivity of structural modifications in native sequences, including the addition of non immunogenic side chains: AAAC- and -CAAA on both side of minimal epitopes was evaluated in indirect and competitive enzymeimmunoassays. The conformational characteristcs to the peptides were analysed by circular dichroism and these results were correlated with that obtained in the immunoassays. It was shown that the reactivity of peptides mimicking short a-helical regions of p24 and p17 is improved by adding short non immunogenic chains on both N- and C- terminus. These modifications enhanced the immobilization of the peptides onto the solid support and allowed more accesibility to the minimal epitopes byspecific antibodies, in solution.

El gen gag del VIH-1 codifica una región de 55kDA que contiene tres subdominios: matriz (p17), cápside (p24) y nucleocápside (p15). Las proteínas p24 y p17 tienen una estructura predominante helicoidal y cumplen un rol importante en el ciclo de vida del virus. En este trabajo presentamos los resultados de inmunorreactividad de péptidos sintéticos que imitan regiones helicoidales de p24 y p17. Utilizando enzimoinmunoensayos se evaluó la influencia de modificaciones en las secuencias nativas sobre la capacidad de reconocimiento de anticuerpos específicos en solución y en fase sólida, incluyendo el agregado de cadenas no inmunogénicas en ambos extremos de los epitopes mínimos. La conformación de los péptidos se determinó por dicroísmo circular y los resultados se correlacionaron con los de inmunorreactividad. Se observó que la capacidad de reconocimiento de anticuerpos por péptidos pequeños que imitan estructuras helicoidales de p24 y p17 mejoró con el agregado de cadenas no inmunogénicas en ambos extremos de los epitopes. Estas modificaciones mejoran la inmovilización sobre las superficies sólidas y permiten una mayor accesibilidad de los anticuerpos a los epitopes mínimos en solución.