Título
Estudio in silico de la interacción entre el aptámero anti-MUC1 y el epítope de la Mucina 1
In silico study of the interactions between the anti-MUC1 aptamer and the epitope of the Mucin 1
Autor
BRIANDA PAOLA LOPEZ SANTINI
Colaborador
SERGIO ANDRES AGUILA PUENTES (Asesor de tesis)
Nivel de Acceso
Acceso Abierto
Materias
Resumen o descripción
La rápida expansión de nuevas tecnologías para terapias de cáncer dirigidas ha aumentado la necesidad de desarrollar agentes altamente específicos capaces de unirse a moléculas biológicamente activas o receptores que se expresan de manera anormal en células o tejidos enfermos. Entre las estrategias de administración de fármacos más prometedoras se encuentran los nano-vehículos mediados por aptámeros. Los aptámeros son oligonucleótidos de cadena sencilla de DNA o RNA que se pliegan en estructuras tridimensionales únicas bien definidas, capaces de reconocer moléculas, tales como proteínas, fosfolípidos, azúcares y ácidos nucleicos, con alta afinidad y selectividad. En comparación con otros agentes de unión, como anticuerpos, poseen ventajas distintivas: su síntesis es fácil y económica, muestran un bajo potencial inmunogénico y antigénico, y permiten una gran variedad de modificaciones químicas. Uno de los aptámeros de DNA mejor identificados es el aptámero anti-MUC1 que se acopla con múltiples interacciones a epítopes altamente repetidos en la región extracelular de la glicoproteína transmembranal Mucina 1, proteína de interés por expresarse hasta diez veces más y de forma alterada en la superficie de células tumorales. Este trabajo tuvo como objetivo investigar teóricamente la forma de mejorar las interacciones de unión entre el aptámero anti-MUC1 y el epítope de la Mucina 1 mediante la generación de mutaciones puntuales en la secuencia del aptámero. Un total de 17 mutaciones fueron construidas y simuladas por dinámicas moleculares a lo largo de 100 ns. El monitoreo de enlaces de hidrógeno y los cálculos MM/GBSA de los eventos de unión seleccionados indicaron que tres de los aptámeros mutados, 11T>1MP, 12T>U y 11T>PSU/12T>U, tienen mejores capacidades de unión que el aptámero nativo. Las tres mutaciones mostraron una formación de surcos que favorecen estructuralmente la interacción del aptámero-epítope; un aumento el número de enlaces de hidrógeno formados y mayores interacciones electrostáticas que dieron como resultado una mejor energía de unión libre global.
The rapid expansion of new technologies for targeted cancer therapies has increased the need to develop highly specific agents capable of binding to biologically active molecules or receptors that are expressed abnormally in cancer cells or tissues. Among of the most promising drug delivery strategies for cancer therapy applications are aptamer-mediated nano-vehicles. Aptamers are single stranded DNA or RNA oligonucleotides that fold into unique three-dimensional structures capable of recognizing molecules, such as proteins, phospholipids, sugars or nucleic acids with high affinity and selectivity. In comparison with other binding agents, such as antibodies, they have distinct advantages: their synthesis is easy and inexpensive, they show a low immunogenic and antigenic potential, and they allow a great variety of chemical modifications. Among the best identified ssDNA aptamers we find the anti-MUC1 aptamer which targets the highly repeated epitopes in the extracellular region of the transmembrane glycoprotein Mucin 1, which is mutated and over expressed up to 10-fold in a high number of carcinomas. The aim of this work was to enhance the binding affinity between the anti-MUC1 aptamer and the MUC-1 epitope by mutation scanning in the wild-type aptamer structure. A total of 17 mutations were constructed and simulated by Molecular Dynamics (MD) along 100 ns. Hydrogen bond monitoring and MM/GBSA calculations from selected binding events indicated that three of the mutated aptamers, 11T>1MP, 12T>U and 11T>PSU/12T>U, had better binding abilities than the wild-type aptamer. All three mutations showed a groove formation that structurally favors the aptamer-epitope interaction; an increase in hydrogen bonding count and higher electrostatic interactions that resulted in an overall better free binding energy.
Editor
CICESE
Fecha de publicación
2018
Tipo de publicación
Tesis de maestría
Recurso de información
Formato
application/pdf
Idioma
Español
Sugerencia de citación
López Santini, B.P. 2018. Estudio in silico de la interacción entre el aptámero anti-MUC1 y el epítope de la Mucina 1. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 54 pp.
Repositorio Orígen
Repositorio Institucional CICESE
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