Alteraciones químicas y funcionales de proteínas en procesos fotoinducidos

 

Responsables: Dra. María Laura Dántola y Dr. Andrés H. Thomas

Integrantes: Lic. Jesuán J. Farías, M. Sc. Karla Paola García Beltrán, Ing. Carlos Alberto Ardila Padilla

Las proteínas son las biomoléculas más suceptibles a sufrir oxidaciones debido a su gran abundancia en los sistemas biológicos y su alta reactividad. La oxidación de estas moléculas mediada por la radiación puede ocurrir por: a) absorción directa por los residuos de aminoácidos, b) por absorción de radiación UV-A y/o visible por sensibilizadores endógenos o exógenos, que conducen a la formación de especies excitadas que reaccionan con la molécula blanco generando el daño proteico. Teniendo en cuenta la importancia de este tipo de procesos, en nuestra línea de trabajo estudiamos las alteraciones químicas y funcionales que sufren proteínas, principalmente presentes en piel,  cuando son expuestas a radiación UV-A y/o visible en presencia de sensibilizadores endógenos. En estos procesos se generan nuevos cromóforos, tales como productos de oxidación del triptófano, dímeros de tirosina, fotoaductos donde el fotosensibilizador se une covalentemente a la proteína, que le confieren a la misma la capacidad de absorber radiación en una zona del espectro electromagnético donde naturalmente no lo hacen. Motivados por este tipo de procesos de gran importancia biomédica, en esta línea de trabajo buscamos profundizar en los siguientes puntos:

  • dilucidar los mecanismos de reacción responsables del daño químico a proteínas y sus componentes
  • estudiar las alteraciones funcionales que sufren las biomoléculas
  • investigar las propiedades fotofísicas y fotosensibilizadoras de los productos que pueden actuar como potenciales fotosensibilizadores
  • buscar nuevas moléculas endógenas que sean capaces de actuar como posibles fotosensibilizadores biológicos
  • evaluar el daño fotoinducido a proteínas por fotosensibilizadores hidrofílicos e hidróbicos, en sistemas más complejos, como proteoliposomas, sistemas constituidos por una vesícula lipídica y proteínas. Efecto de la fluidez de la membrana, como de su composición, en el tipo de daño fotoinducido que sufre la proteína (en colaboración con la Dra. Mariana Vignoni).

 

Colaboraciones:

Nacionales

  • Dra. Mariana Vignoni (Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Universidad Nacional de La Plata)
  • Dra. Vanesa Herlax  (Instituto de Investigaciones Bioquímicas La Plata (INIBIOLP), Universidad Nacional de La Plata, La Plata)
  • Dra. M. Antonieta Daza Millone (Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Universidad Nacional de La Plata)
  • Dra. María Laura Dell’Arciprete (Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Universidad Nacional de La Plata)
  • Dr. Ernesto A. Román (Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (IQUIBICEN), Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires)
  • Dra. Gabriela Petroselli (Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR), Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires)
  • Dra. Rosa Erra-Balsells (Centro de Investigaciones en Hidratos de Carbono (CIHIDECAR), Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires)
  • Dra. Paola Babay (Departamento de Química Analítica, Gerencia de Química, Comisión Nacional de Energía Atómica, Buenos Aires)
  • Dra. Mariela Espinosa (Departamento de Química Analítica, Gerencia de Química, Comisión Nacional de Energía Atómica, Buenos Aires)

Internacionales

  • Dra. Virginie Lhiaubet-Vallet (Instituto de Tecnología Química, Universitat Politècnica de València, Valencia, España)
  • Dra. Gemma M. Rodríguez-Muñiz (Instituto Universitario Mixto de Tecnología Química, Universitat Politècnica de València, Valencia, España)
  • Dra. Paola Hernández (Instituto de Investigaciones Biológicas Clemente Estable, Departamento de Genética, Montevideo, Uruguay)
  • Dra. María Luisa Marín (Instituto de Tecnología Química, Universitat Politècnica de València, Valencia, España)

 

Publicaciones destacadas

Phototoxic effects on skin biomolecules induced by a domestic nil polish dryer device Carlos A. Ardila Padilla, Mariana Vignoni, Mariana P. Serrano and M. Laura Dántola
Chemical Research in Toxicology, 38(1), 182-192, 2025

On the role of tryptophan residues in the toxicity and photosensitized inactivation of Escherichia coli α-hemolysin Lara O. Reid, Andrés H. Thomas, Vanesa Herlax, M. Laura Dántola
Biochemistry, 2020, DOI:10.1021/acs.biochem.0c00660

Chemical modifications of globular proteins phototriggered by an endogenous photosensitizer Lara O. Reid, M. Laura Dántola, Gabriela Petroselli, Rosa Erra-Balsells, Miguel A. Miranda, Virginie Lhiaubet-Vallet, Andrés H. Thomas
Chemical Research in Toxicology, 2019, 32, 2250-2259

Photochemistry of tyrosine dimer: when an oxidative lesion of proteins is able to photoinduce further damage Lara O. Reid, Mariana Vignoni, Nathalie Martins-Froment, Andrés H. Thomas, M. Laura Dántola
Photochemical & Photobiological Sciences, 2019, 18(7), 1732-1741

Photooxidation of tryptophan and tyrosine residues in human serum albumin sensitized by pterin: a model for globular protein photodamage in skin Lara O. Reid, Ernesto A. Roman, Andrés H. Thomas, M. Laura Dántola
Biochemistry, 2016, 55(34), 4777-4786