Biología Estructural de Proteínas

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Structural Biology of Proteins

Publicaciones Seleccionadas Selected Publications

Miki, Y., Calviño, F. R., Pogni, R., Giansanti, S., Ruiz-Dueñas, F. J., Martínez, M. J., Basosi, R., Romero, A., Martínez, A. T. (2011) Crystallographic, kinetic, and spectroscopic study of the first ligninolytic peroxidase presenting a catalytic tyrosine. J. Biol. Chem. 286, 15525-15534.

Gabius, H.-J., André, S., Jiménez-Barbero, J., Romero, A., Solís, D. (2011) From lectin structure to functional glycomics: principles of the sugar code. Trends in Biochemical Sciences 36, 298-313.

Hernández, A., Ruiz, F. M., Romero, A., Martínez, J. L. (2011) The binding of the triclosan to SmeT, the transcriptional repressor of the multidrug efflux pump SmeDEF, mediates induction of antibiotic resistance by its biocide in Stenotrophomonas maltophilia. PLoS Pathogens 7 (6), e1002103.

Spínola-Amilibia, M., Rivera, J., Ortíz-Lombardía, M., Romero, A., Neira, J. L., Bravo, J. (2011) The structure of BRMS1 nuclear export signal and SNX6 interacting region reveals a hexamer formed by antiparallel coiled coils. J. Mol. Biol. 411, 1114-1127.

González, J. M., Meini, M-R-, Tomatis, P. E., Medrano, F. J., Cricco, J. A. and Vila, A. J. (2012) Metallo-β-lactamases withstand low Zn(II) conditions by tuning metal-ligand interactions. Nat. Chem. Biol. 8, 698-700.

Cisneros, J. A., Björklund, E., González-Gil, I., Canales, A., Medrano, F. J., Romero, A., Ortega-Gutiérrez, S., Fowler, C. J., López-Rodríguez, M. L. (2012) Structure-activity relationship of a new series of reversible dual monoacylglycerol lipase/fatty acid amide hydrolase inhibitors. J. Med. Chem. 55, 824-836.

Morales, M., Mate, M. J., Romero, A., Martínez, M. J., Martínez, A. T., Ruiz-Dueñas, F. J. (2012) Two oxidation sites for low redox-potential substrates: a directed mutagenesis, kinetic and crystallographic study on Pleurotus eryngii versatile peroxidase. J. Biol. Chem. 287, 41053-41067.

Pérez, A., Poza, M., Aranda, J., Latasa, C., Medrano, F. J., Tomás, M., Romero, A., Lasa, I., Bou, G. (2012) Effect of the transcriptional activators SoxS, RobA and RamA on expression of the multidrug efflux pump AcrAB-TolC in Enterobacter cloacae. Antimicrob. Agents Chemother. 56, 6256-6266.

Our research interests focus on the structure-function relationships of proteins involved in infectious diseases. We use X-ray crystallography in conjunction with biochemical and biophysical techniques to accomplish our goal. We are currently working on several targets playing important roles in antibiotic resistance and bacterial pathogenesis. Proteins and pathways under study include periplasmic and cell wall proteins as well as more specialized secretion systems.

El grupo tiene una amplia experiencia en Biología Estructural, así como en otras técnicas biofísicas y de biología molecular. El laboratorio está totalmente equipado para llevar a cabo

el análisis de las estructuras de proteínas mediante cristalografía de rayos X, incluyendo un difractómetro convencional, robots de cristalización, y técnicas para la obtención de proteínas recombinantes.

Las enfermedades infecciosas son la principal causa de mortalidad en el mundo y constituyen un enorme reto para la salud pública. A pesar de los recientes avances aportados por diferentes estudios bioquímicos y estructurales de una serie de factores patogénicos, es necesario conocer más detalladamente las dianas asociadas con la resistencia antibiótica y la patogénesis bacteriana para poder combatir eficazmente este tipo de enfermedades. Las aproximaciones actuales para combatir la infección bacteriana se basan en dos estrategias, 1) la inhibición de aquellos componentes proteicos esenciales para la supervivencia bacteriana como son los que mantienen la integridad de la pared celular y, 2) la inhibición de los factores de virulencia.

Nuestro laboratorio ha desempeñado un papel preponderante en la determinación de un posible mecanismo de resistencia a carbapenemas resolviendo la primera estructura de una carbapenemasa de clase D. Estos resultados fueron aplicados para el desarrollo de nuevos agentes antimicrobianos dirigidos al tratamiento de enfermedades infecciosas con una relevancia especial en salud pública. Además, la experiencia adquirida con el estudio de proteínas de membrana nos ha proporcionado una base sólida para acometer el estudio de complejos macromoleculares que forman parte de la maquinaria de secreción bacteriana.

El interés de nuestro grupo se centra en comprender las relaciones estructura-función de proteínas implicadas en enfermedades infecciosas, mediante el uso de técnicas bioquímicas y biofísicas, principalmente la cristalografía de rayos X. Actualmente estamos trabajando con proteínas implicadas en resistencia antibiótica y patogénesis bacteriana. Diferentes enfoques experimentales incluyen la caracterización de dianas que abarcan desde proteínas periplásmicas y de la pared celular, a sistemas de secreción más especializados.

Figure 1 | Figura 1:

Triclosan induces antibiotic resistance in Stenotrophomonas maltophilia. The multidrug efflux pump SmeDEF (green doughnut-like shape) plays a key role in the

low susceptibility to antibiotics that characterizes the opportunistic pathogen S. maltophilia. The binding of the biocide triclosan (white-red-green molecules) to the

SmeT repressor (blue), releases the protein from its cognate DNA and triggers the pump expression. Both, triclosan and antibiotics, as ciprofloxacin (white-red-blue

molecules) are extruded outside the bacterial cell by SmeDEF.

El triclosán induce resistencia antibiótica en S. maltophilia. La bomba de expulsión SmeDEF (toroide verde) desempeña un papel clave en la baja susceptibilidad a los anti-

bióticos que caracteriza al patógeno oportunista S. maltophilia. El biocida triclosán (molécula verde, blanca y roja) se une a la proteína SmeT (en azul). Tras ello, se inicia la producción del sistema de bombeo a través de SmeDEF; tanto el triclosán como los antibióticos [la

ciprofloxacina (molécula azul, blanca y roja)] son expulsados fuera de la bacteria.

Patente | Patent

Cuevas, P., Giménez-Gallego, G., Sáenz de Tejada, I., Angulo, J., Lozano, R.M., Romero, A., Valverde, S. (2011) Use of 2.5-dihydroxybenzene derivatives for the treatment of arthritis and pain. EU Patent - EP2054045.

Cuevas, P., Sáenz de Tejada, I., Giménez-Gallego, G., Angulo, J., Rivas, L., Moreno Nuncio, F.J., Fernández Jaen, T., Lozano, R.M., Romero, A., Valverde, S. (2011) Use of 2.5-dihydroxybenzene derivatives for the treatment of tissue reactive diseases. EU Patent - EP2056805.

A

B

Antonio Romero Garrido Profesor de Investigación | romero@cib.csic.es

PhD, 1987 Universidad Complutense de Madrid

Postdoctoral, 1988-1990 Université de Rennes I (France)

Max-Planck Contract, 1991-1993 Max-Planck Institut für Biochemie, Munich (Germany)

Científico Titular, 1990 Jefe de grupo CIB, 1997 Profesor de Investigación, 2008 CIB, CSIC

Otros miembros | Other lab members:

Francisco Javier Medrano MartínFederico Martín RuizMercedes SpínolaElena Santillana HerasClara Marquina HernándezFabiola Rodríguez Calviño

http://www.cib.csic.es/es/grupo.php?idgrupo=40

The group has extensive experience in structural biology, as well as in molecular biology and other structural biophysical techniques. The laboratory is fully equipped to carry out

protein X-ray crystallography, including an in-house diffractometer, crystallization robots, and molecular biology-protein chemistry equipment.

Infectious diseases are the leading cause of death worldwide and are a major challenge for public health. Despite recent advances in biochemical and structural studies of a series of pathogenic factors, a better understanding of targets involved in antibiotic resistance and microbial pathogenesis and how they are transferred is important to combat infectious diseases. Approaches to combat bacterial infection rely on, 1) the disruption of the bacteria growth cycle by preventing the synthesis and assembly of key components of bacterial processes and, 2) by inhibition of virulence traits.

Our laboratory has played a leading role in determining the functional relationship of carbapenem resistance by solving the first structure of a class D carbapenemase. We used these results as a basis to develop new antimicrobial agents aimed at treating diseases with high clinical prevalence. Thus, the experience recently acquired in our group in the structural biology of membrane proteins, provides us with a solid base to study macromolecular complexes forming part of the bacterial secretion machinery and delivery of virulence effectors to the host cell.

Figure 2 | Figura 2:

Molecular architecture of assC, an Hcp-1 like protein from A. baumannii. (A) Surface representation of the assC hexameric ring structure. The monomers are colored

differently. (B) Stacking of the assC rings which form a tube-like structure.

Arquitectura molecular de assC, una proteína similar a Hcp-1 de A. baumannii. (A) Representación de la superficie molecular del hexámero. Los monómeros están

representados con colores diferentes. (B) El apilamiento de los anillos de assC forman una estructura tubular.

Financiación Funding

BFU2008-02595 (MICINN)

CSD2009-00088 (MICINN)

BFU2011-24615 (MICINN)

S2010/BMD2353 (Comunidad de Madrid)

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