Drosophila - Severo Ochoa - Universidad Autónoma de Madrid

Jefe de Línea /
Group Leader:
Mauricio García Mateu
Estabilidad e ingeniería
de proteínas víricas
Stability and engineering
of viral proteins
C6
Publicaciones
Publications
Resumen de investigación
Research summary
del Álamo, M. and Mateu, M.G. (2005). Electrostatic repulsion,
compensatory mutations, and long-range non-additive effects at the
dimerization interface of the HIV capsid protein.
J. Mol. Biol. 345, 893-906.
Postdoctorales /
Fellows:
Roberto Mateo Fernández
Becarios Predoctorales /
Predoctoral Fellows:
Marta del Álamo Camuñas
Aura Carreira Moreno
Eva Luna García
Milagros Castellanos Molina
Verónica Rincón Forero
Rebeca Bocanegra Rojo
Inmunología y Virología Immunology and Virology
Nuestra investigación se centra en el estudio de los
determinantes moleculares del ensamblaje, estabilidad,
propiedades y funciones biológicas de virus, para el diseño
de nuevas vacunas y antivirales. Utilizamos técnicas de
biología molecular y celular, bioquímica y biofísica. Entre
nuestros colaboradores se cuentan J.L.Neira (CBMC),
Pedro J. de Pablo (UAM), J.M.Almendral (CBMSO), G.Rivas
(CIB) y P.L.Davies (Queen´s University, Canada).
Ingeniería de virus de mayor estabilidad, y dinámica de
mutaciones compensatorias en la cápsida del virus de la
fiebre aftosa. Hemos introducido nuevos puentes disulfuro
o salinos entre subunidades de la cápsida, y se han
obtenido dos mutantes de termoestabilidad incrementada,
de interés para el desarrollo de vacunas más estables, que
continúan siendo analizados. Hemos encontrado además
en la cápsida una sorprendente dinámica de mutaciones
con efectos compensatorios sobre la eficacia biológica
durante la evolución de este virus.
Participación del ácido nucleico genómico y de cavidades de
la cápsida del virus diminuto del ratón en las propiedades
conformacionales, térmicas y mecánicas del virión. Hemos
encontrado que la conservación del tamaño y la forma de
pequeñas cavidades presentes en la cápsida puede ser
necesaria para la flexibilidad de la misma a través de un
cambio conformacional que se requiere para la infección.
Además, hemos demostrado que el DNA genómico es
aprovechado como material para la arquitectura del virión, y
refuerza térmica y mecánicamente la cápsida de un modo
compatible con la flexibilidad requerida para la infección.
Efectos de la aglomeración molecular sobre el ensamblaje
de la cápsida del virus de la inmunodeficiencia humana, y
análisis de inhibidores de ensamblaje. Hemos puesto a
punto un sistema de ensamblaje in vitro de la cápsida que
ocurre en condiciones fisiológicas de fuerza iónica y
concentración de proteína; estamos ensayando además el
efecto inhibidor sobre el ensamblaje de la cápsida, de
variantes proteicos y peptídicos. Estos estudios son
importantes para el desarrollo de nuevos fármacos anti-VIH.
Research in our group is focused on the molecular
determinants of assembly, stability, properties and biological
functions of viral capsids, for the design of vaccines and
antiviral agents. The techniques we use involve those of
molecular and cell biology, biophysics and biochemistry.
Our collaborators include J.L.Neira (CBMC), Pedro J. de
Pablo (UAM), J.M.Almendral (CBMSO), G. Rivas (CIB) and
P.L.Davies (Queen´s University, Canada).
Engineering viruses with increased thermostability, and
dynamics od compensatory mutations in the foot-and-mouth
disease virus capsid. We have introduced intersubunit
disulfide bonds or salt bridges in the virus capsid. Two
mutants show increased thermostability and are potentialy
useful for the development of thermostable vaccines. We
have also found in the capsid a surprising dynamics of
deterministic mutations that exert compensatory effects on
the biological fitness during the evolution of this virus.
Participation of the genomic nucleic acid and capsid cavities
in the conformational, thermal and mechanical properties of
the minute virus of mice. We have found evidence that
conservation of the size and shape of small cavities naturally
found in the capsid is required for flexibility and the
occurrence of a capsid conformational change needed for
infectivity. In addition, we have shown that the genomic DNA
exerts an architectural role by thermally and mechanically
reinforcing the capsid. Such reinforcement is compatible
with the local flexibility that may be required for the abovementioned
conformational change to occur.
Effects of molecular crowding on the assembly of the human
immunodeficiency virus capsid, and analyses of assembly
inhibitors. We have developed an in vitro system for the
assembly of the capsid under physiological conditions of
ionic strength and effective protein concentration. We are
also analysing the inhibitory effect of peptide and protein
variants on capsid assembly. These studies are important
for the development of new anti-HIV compounds.
Reguera, J., Grueso, E., Carreira, A., Sánchez-Martínez, C.,
Almendral, J.M. and Mateu, M.G. (2005). Functional relevance of
amino acid residues involved in interactions with ordered nucleic acid
in a spherical virus. J. Biol. Chem. 280, 17969-17977.
Lidón-Moya, M.C., Barrera, F.N., Bueno, M., Pérez-Jiménez, R.,
Sancho, J., Mateu, M.G. and Neira, J.L. (2005). An extensive
thermodynamic characterization of the dimerization domain
of the HIV-1 capsid protein. Protein Sci. 14, 2387-2404.
Del Álamo, M., Rivas, G. and Mateu, M.G. (2005). Effect of
macromolecular crowding agents on human immunodeficiency virus
type-1 capsid protein assembly in vitro. J.Virol. 79, 14271-14281.
Riolobos, L., Reguera, J., Mateu, M.G. and Almendral, J.M. (2006).
Nuclear transport of trimeric assembly intermediates exerts a
morphogenetic control on the icosahedral parvovirus capsid.
J. Mol. Biol. 357, 1026-1038.
Carreira, A. and Mateu, M.G. (2006). Structural tolerance versus
functional intolerance to mutation of amino acid residues surrounding
cavities in a parvovirus capsid. J. Mol. Biol. 360, 1081-1093.
Carrasco, C., Carreira, A., Schaap, I.A.T., Serena, P.A., Gómez-
Herrero, J., Mateu, M.G. and de Pablo, P.J. (2006). DNA-mediated
anisotropic mechanical reinforcement of a virus.
Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103, 13706-13711.
Tesis doctorales
Doctoral Theses
Marta del Álamo Camuñas. (2005). Disección termodinámica de una
interfase proteína-proteína implicada en la formación de la cápsida
del virus de la inmunodeficiencia humana.
Universidad Autónoma de Madrid.
Aura Carreira Moreno. (2005). Estudio del desensamblaje in vitro
y análisis estructura-función de cavidades de la cápsida del virus
diminuto del ratón.
Universidad Autónoma de Madrid.
Figura 1
Figura 1. Estructura de la cápsida del virus diminuto del ratón. Se indican los residuos en las interfases entre subunidades que son críticos para el ensamblaje (violeta) y
los implicados en un cambio conformacional que es necesario para la infectividad (amarillo).
Estos últimos residuos se localizan cerca de cavidades de la cápsida; una de éstas se muestra en detalle en la Fig.2 (figura de D.Abia y A.R.Ortiz).
Figura 2
Figure 1. Structure of the capsid of the minute virus of mice. Those residues at the intersubunit interfaces that are critical for capsid assembly (violet) or involved
in a conformational change needed for infectivity (yellow) are indicated. One of these residues is shown in detail in Fig.2 (figure by D.Abia and A.R.Ortiz).
CBM 2005/2006
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Figura 2. Esquema de una cavidad en la cápsida del virus diminuto del ratón.
Los residuos que rodean la cavidad se representan en diferentes colores, y el contorno de la cavidad se representa en blanco.
Figure 2. Scheme of a cavity in the capsid of the minute virus of mice. The residues that surround the cavity are shown in different colours,
and the cavity contour is represented in white.
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