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Nuestro grupo de investigaci贸n forma parte del Laboratorio de Bioqu铆mica y Biolog铆a Molecular.
En nuestro laboratorio estudiamos los determinantes de la homeostasis redox en la bacteria heterotr贸fica Escherichia coli. A pesar de su semejanza estructural, NAD y NADP participan en procesos bioqu铆micos muy distintos: mientras que NAD est谩 implicado en el transporte de electrones hacia la cadena respiratoria, NADP generalmente participa de la transferencia de electrones hacia procesos biosint茅ticos.
Uno de nuestros objetivos es entender los mecanismos que establecen el balance entre producci贸n y consumo de NADPH y NADH.Para ello, nos enfocamos en el dise帽o racional del cambio de preferencia por dinucle贸tidos de nicotinamida en deshidrogenasas del metabolismo central para modificar in vivo la productividad de equivalentes de reducci贸n en las v铆as centrales.
Con este prop贸sito hemos estudiado los determinantes estructurales de la preferencia por NADP en la glucosa-6-P deshidrogenasa de E. coli, mediante mutag茅nesis sitio dirigida y caracterizaci贸n por cin茅tica enzim谩tica. Para la modificaci贸n de la especificidad de la enzima evaluamos las interacciones de residuos del sitio activo con cada cofactor mediante simulaciones moleculares. Los residuos relevantes son reemplazados por otros que favorezcan la interacci贸n con NAD y obliteren la interacci贸n con NADP. Hemos desarrollado metodolog铆as para el an谩lisis de curvas de progreso, de manera de obtener par谩metros de inhibici贸n por producto a partir del curso temporal de la reacci贸n enzim谩tica. Los efectos metab贸licos son estudiados mediante el crecimiento en bioreactor de cepas que producen estas variantes enzim谩ticas en lugar de la forma silvestre. Actualmente estamos aplicando la metodolog铆a de modelamiento metab贸lico de an谩lisis de balance de flujos en nuestros estudios.
Los cambios de estequiometria de las reacciones redox (entre producci贸n de NADH y NADPH) en el metabolismo central pueden modificar los procesos de respiraci贸n, fermentaci贸n y producci贸n de biomasa de la bacteria, posibilitando la optimizaci贸n de diferentes aplicaciones biotecnol贸gicas.