Investigador Independiente CONICET / Profesor Asociado UNC
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Tema de Investigación
S-acilación de proteínas en levaduras
La S-acilación de proteínas, conocida comúnmente como palmitoilación, consiste en la adición de un ácido graso de cadena larga, generalmente palmitato, a uno o más residuos de cisteína en una proteína mediante un enlace tioéster. La palmitoilación es mediada mayoritariamente por una familia de proteínas caracterizadas por la presencia de un dominio de unos 50 aminoácidos, rico en cisteína denominado DHHC-CRD (Cysteine-Rich Domain). La S-acilación es una modificación postraduccional muy prevalente en eucariotas, y se piensa que entre un 15 y un 20 % del proteoma estaría palmitoilado. De esto se desprende que posee relevancia en numerosos e importantes procesos biológicos, tales como el ciclo visual, la trasmisión sináptica, la transducción de señales y el tráfico de proteínas. La palmitoilación posee interés en salud humana, ya que ha sido asociada a diversas enfermedades, como Huntington, esquizofrenia, Alzheimer, pero principalmente por su rol en la modificación de proteínas involucradas en la transducción de señales y como consecuencia, en Cáncer. Varios genes que codifican para palmitoiltransferasas han sido descriptos como proto-oncogenes y otros como supresores de tumores El objetivo del laboratorio es aproximarse al conocimiento detallado de la S-acilación; el mecanismo, las enzimas responsables y las consecuencias funcionales de esta modificación, particularmente en lo referido a tránsito a distintas organelas o a dominios o sub-dominios de membrana. Utilizamos como modelo experimental principalmente a la levadura Saccharomyces cerevisiae. Nos concentramos en la palmitoiltransferasa (PAT) denominada Swf1, responsable de la palmitoilación de proteínas transmembrana denominadas SNARES, involucradas en la fusión de membranas. Actualmente nos enfocamos en caracterizar la proteína Ortóloga de Swf1 en células de mamíferos. Adicionalmente, intentamos la identificación de inhibidores de PATs de mamíferos y de parásitos, mediante estrategias químico-genéticas en levaduras, con el fin último de ensayar sus posibles propiedades terapéuticas.
Becarios Integrantes del Grupo
- Lic. Maria Luz Giolito
- Biol. Rocio Meinero
- Dra Sofía Moyano
Publicaciones Seleccionadas
- Slow diffusion of proteins in the yeast plasma membrane allows polarity to be maintained by endocytic cycling. Valdez-Taubas J, Pelham HR. Current Biology (2003), 13(18), 1636-1640.
- Swf1-dependent palmitoylation of the SNARE Tlg1 prevents its ubiquitination and degradation. Valdez-Taubas J and Pelham H. The EMBO Journal (2005), 24(14), 2524-2532
- A novel motif at the C-terminus of palmitoyltransferases is essential for Swf1 and Pfa3 function in vivo. González Montoro A, Quiroga R, Maccioni HJF and Valdez Taubas J*. Biochem J. 2009 Apr 15;419(2):301-8.
- Short transmembrane domains with high volume exoplasmic halves determine retention of type II membrane proteins in the Golgi complex. Quiroga R, Trenchi A, González Montoro A, Valdez Taubas J*, and Maccioni HJF* The Journal of Cell Science (2013) 126 :5344-5349. *Autores co-correspondientes
- Zinc coordination by the DHHC cystein-rich domain of the palmitoyltransferase Swf1. González Montoro A, Quiroga R and Valdez Taubas J, Biochem. J. (2013) 454 (427–43)
- The canonical DHHC motif is not absolutely required for the activity of the yeast s-acyltransferases Swf1 and Pfa4. Gonzalez Montoro A, Chumpen Ramirez S, Valdez Taubas J J Biol Chem. (2015) 290 (37), 22448-22459.
- Ganglioside glycosyltransferases are s-acylated at conserved cysteine residues involved in homodimerization. Chumpen Ramirez S, Ruggiero FM, Daniotti JL, Valdez Taubas J. Biochem J. (2017) Aug 7;474(16):2803-2816.
- The role of s-acylation in protein trafficking. Jose L. Daniotti, Maria P. Pedro and Javier Valdez Taubas Traffic. 2017 Nov;18(11):699-710. doi: 10.1111/tra.12510. Review.
- Transmembrane-domain shape is a novel endocytosis and polarity signal for single-spanning membrane proteins in yeast. Ayelén González Montoro, Gonzalo Bigliani and Javier Valdez Taubas J Cell Sci. 2017 Nov 15;130(22):3829-3838. doi: 10.1242/jcs.202937.
- A novel yeast-based high-throughput method for the identification of protein palmitoylation inhibitors Consuelo Coronel Arrechea, María Luz Giolito, Iris Alejandra García, Gastón Soria and Javier Valdez Taubas Open Biol. 2021 Aug;11(8):200415. doi:10.1098/rsob.200415
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Colaboraciones
Palmitoiltransferases inhibitors :
- Dr Gastón Soria , (CIBICI-CONICET), Córdoba , Argentina Dr Maurine Linder , Cornell University, Ithaca, NY, USA
Molecular Modeling
- Dr Marcos Villareal y Dr Rodrigo Quiroga , DQTyC , FCQ, UNC, Córdoba , Argentina
Palmitoylation of CYSTM proteins
- Dr Maya Shuldiner, Department of Molecular Genetics, Weizmann Institute of Sciences, Rehovot, Israel
Breve Curriculum Vitae
El Dr. Javier Valdez Taubas, se graduó en 1994 como Lic. en Química, en la Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba Realizo su Tesis doctoral bajo la dirección del Dr. Alberto Rosa, en el CIQUIBIC-Departamento de Química Biológica, Fac. De Cs. Químicas, de la UNC (1995-1999) donde estudió las permeasas de purinas del hongo filamentoso Aspergillus nidulans., en colaboración con el Dr. Claudio Scazzocchio de la Universidad de Paris-Sud, en Francia. Luego de la tesis, realizó una estadía breve en el laboratorio de la Dra. Monique Bolotin en París, para aprender técnicas básicas del manejo de la levadura Sacharomyces cerevisiae, para luego incorporarse al laboratorio del Dr. Hugo Maccioni en el CIQUIBIC, donde realizo un período breve de entrenamiento post doctoral (2000-2002), A principios de 2002, obtuvo una posición de posdoctoral en el laboratorio dirigido por el Dr. Hugh Pelham en el MRC -Laboratory of Molecular Biology, (Medical Research Council), en Cambridge, Reino Unido. Donde realizó estudios relacionados al tránsito intracelular de proteínas de membrana en la levadura S. cerevisiae. Allí, entre otros aportes, se determinó que una proteína denominada Swf1 está involucrada en la palmitoilación de proteínas de transmembrana en residuos de cisteína que se encuentran cerca o aún dentro del dominio de transmembrana. Retornó al país a fines del año 2005, donde se incorporó al grupo del Dr. Hugo Maccioni. como investigador asistente. Inicialmente colaboró en proyectos en marcha en el laboratorio y posteriormente retomó el estudio de la palmitoiltransferasa Swf1. Ya en año 2008, como investigador Adjunto incorporó su primer estudiante doctoral, Dra Ayelen Gonzalez Montoro. En esta etapa, Se describió un nuevo motivo proteico presente en la mayoría de las palmitoiltransferasas (PATs) y que es esencial para su función. Luego se demostró por primera vez que el Dominio conservado DHHC-Cisteine rich domain de las PATs, es un dominio de unión a Zinc y que la unión a este metal en la proteína cumpliría un rol estructural y no catalítico. En 2014, fue promovido a Investigador Independiente y continuó con estudios relacionados a la palmitoilación y al rol de los dominios transmembrana en el tráfico de proteínas, que culminaron en dos tesis doctorales finalizas, correspondientes a la Dra Sabrina Chumpen y al Dr Gonzalo Bigliani. Recientemente ha iniciado otra línea de investigación que consiste en buscar inhibidores específicos de PATs de distinto origen expresadas en levaduras, mediante estrategias químico-genéticas, ya que las PATs en general, se han propuesto como interesantes blancos terapéuticos por su acción sobre numerosas proteínas de señalización. Estos estudios conformaron el cuerpo la tesis doctoral de la Dra Consuelo Coronel y han dado origen a una publicación y a una solicitud de patente. Actualmente dirige dos tesis doctorales, y una investigadora posdoctoral. El Dr. Valdez Taubas es profesor adjunto desde el año 2008 y profesor asociado (interino) desde 2017. Se desempeñó principalmente en la asignatura Biología Celular y Molecular y desde 2018 es Profesor responsable de la asignatura Genética. Ha sido consejero en el Consejo directivo de la Fac. de Cs. Químicas, por el claustro de Prof. adjuntos, ha sido director alterno y luego director del Departamento de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Químicas de la UNC, responsable de la sección de Biología celular de SAIB de 2018 a 2021, miembro de la comisión de becas de CONICET y numerosas comisiones Internas y de la Facultad de Cs Químicas Actualmente es miembro del Consejo Directivo del CIQUIBIC