Ignacio Fita

Structure of the Heme d of Penicillium vitale and Escherichia coli Catalases

A heme d prosthetic group with the configuration of a cis-hydroxychlorin -spirolactone has been found in the crystal structures of Penicillium vitale catalase and Escherichia coli catalase hydroperoxidase II (HPII). The absolute stereochemistry of the two heme d chiral carbon atoms has been shown to be identical. For both catalases the heme d is rotated 180 degrees about the axis defined by the α--meso carbon atoms, with respect to the orientation found for heme b in beef liver catalase. Only six residues in the heme pocket, preserved in P. vitale and HPII, differ from those found in the bovine catalase. In the crystal structure of the inactive N201H variant of HPII catalase the prosthetic group remains as heme b, although its orientation is the same as in the wild type enzyme. These structural results confirm the observation that heme d is formed from protoheme in the interior of the catalase molecule through a self-catalyzed reaction.

Molecular structure of a complete turn of A-DNA.

We have determined the crystal structure of the dodecamer d(CCCCCGCGGGGG), showing for the first time a complete turn of A-DNA. It has average structural parameters similar to those determined in fibres. Nevertheless it shows a considerable local variation in structure which is in part associated with the presence of a bound spermine molecule. We conclude that the local DNA conformation does not only depend on the base sequence, but may be strongly modified upon interaction with other molecules. In particular, the CpG sequence, which is found in hypersensitive regions of the genome, appears to be able to easily change its conformation under external influences.

The subunit structure of chromatin fibres

Optimal conditions for studying the ultrastructure of chromatin fibers of histone-containing spermatozoa in thin sections have been determined. Better results for preservation in sperm of the sea cucumber Holothuria tubulosa, have been found than in different frog species studied. The fine structure of chromatin fibers after different treatments was studied by computer methods. A clear superbead structure was found under all conditions which preserve the chromatin fibres. These have a diameter of 30 nm, with superbeads about 33 nm long. In the best preserved cases an additional periodicity of 11 nm along the fibres was found. There is no clear relationship of this periodicity with an eventual solenoidal structure of the chromatin fibers.

Synthesis of bis(pentachlorophenyl) silanediol and related compounds. Crystal structure of diethoxybis(pentachlorophenyl) silane

Bis(pentachlorophenyl) silanediol (3) has been prepared by neutral hydrolysis of perchlorodiphenylsilane (2). Reduction of 2 with LiAlH4 gives bis(pentachlorophenyl) silane (4) which upon treatment with bromine gives dibromobis(pentachlorophenyl)silane (5). Reaction of 2 with methanol and ethanol leads to dimethoxybis(pentachlorophenyl)silane (6) and diethoxybis(pentachlorophenyl)silane (7) respectively. The IR spectra of 2–7, as well as the UV and 1H NMR spectra of some of these compounds, are reported. The results of thermogravimetric and differential scanning calorimetric studies on silanediol 3 are discussed. The structure of the silane 7 has been established by X-ray crystallography.

Atomic accessible and contact surfaces as restraints in the Hendrickson & Konnert refinement program

A computer algorithm is presented for calculating and, if required, optimizing the extent of atomic areas in a molecule that are accessible to the solvent or in contact with non-solvent atoms either from the same or from another molecule. The algorithm has been implemented as new restraints in a modified version of the least-squares refinement program of Hendrickson & Konnert [In Computing in Crystallography (1980), edited by R. Diamond, S. Ramaseshan & K. Venkatesan, pp. 1301–1325. Bangalore: Indian Academy of Sciences]. Information on the correctness of atomic interactions in a given configuration can thus be used either as added data during the crystallographic X-ray refinement or, independently, in the analysis and modeling of molecular structures. The algorithm appears well suited for studying the structure and interactions of proteins and nucleic acids.

Crystallization and preliminary X-ray diffraction analysis of catalase HPII from Escherichia coli.

Green crystals of the hexameric catalase HPII from Escherichia coli have been obtained by the hanging-drop method. The crystals belong to the monoclinic space group P2 with a = 123 A, b = 132 A, c = 93 A, beta = 112.5 degrees. There are three subunits in the asymmetric unit. The crystals diffract at least to 3.2 A resolution and are suitable for further X-ray diffraction studies.

Representation of noncovalent interactions in protein structures

The energetics of solvent-atom and atom-atom nonbonded interactions can be described, for protein structures, in terms of the accessible and the contact atomic surface areas, respectively. This type of description emphasizes the importance of the local environment around groups in the three-dimensional structure of protein molecules. The graphical representation of nonbonded interactions according to this description allows one to visualize the spatial extent and distribution of these interactions and the relative stability of atoms or atomic groups in known or modified protein conformations. Applications of this short range description and of its graphical representation will be discussed.

Chapter 7:Catalase-peroxidase (KatG) Structure and Function

Catalase-peroxidases, or KatGs, are fascinating multifunctional enzymes the first of which, from Escherichia coli, was characterized in 1979. The first crystal structure of a KatG from Haloarcula morismortui was reported in 2002 as a homodimer in which the N- and C-terminal domains of each subunit are structurally very similar. The core structure and heme cavity of the N-terminal domain bear a strong resemblance to plant peroxidases, and the catalytic ability is provided by a crosslinked structure involving the side chains of a methionine, a tyrosine and a tryptophan in a reversible association with a mobile arginine. The indole N–H of the tryptophan of the Met-Tyr-Trp adduct is reversibly modified with a perhydroxy modification (Trp–OOH) formed in a rapid reaction with molecular oxygen or as an intermediate in the catalytic reaction cycle. KatGs also activate the anti-tubercular pro-drug isoniazid or isonicotinic acid hydrazide by converting it to isonicotinyl-NAD. Several isoniazid binding sites have been identified in different KatGs, all in locations where electron transfer can feed electrons to the heme for superoxide synthesis, required in the activation process, and the peroxidatic reaction.

Looking at Metabolic Regulation and Inborn Errors from a Structural Viewpoint: a Urea Cycle Example

Trabajo presentado al 7th Biennial International Conference on University, Industry & Government Linkages celebrado en Glasgow (UK) del 17 al 19 de Junio de 2009.Resumen del poster presentado al Workshop on Informetric and Scientometric Research (SIG/MET), celebrado en Copenague (Dinamarca) el 14 de octubre de 2016.Trabajo presentado en el IEEE Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference, celebrado en Sydney (Australia), del 10 al 17 de noviembre de 2018We are indebted to Aeropuerto de Castellon for supporting and funding the project on the ecology of Montagu’s Harrier in Castellon. Special thanks are due to Servicio de Biodiversidad from Conselleria de Medio Ambiente, Agua, Urbanismo y Vivienda (Generalitat Valenciana) for permissions to carry out the present study.Las senales mediadas por los Receptores Nucleares de Hormonas desempenan un importante papel en el control de la diferenciacion celular. El objetivo de este trabajo es analizar los mecanismos moleculares a traves de los cuales se ejerce este control. Como sistema experimental utilizamos celulas de neuroblastoma humano SH-SY5Y, cuya diferenciacion se induce mediante tratamiento con acido retinoico (RA) que produce la parada en el crecimiento y desencadena la diferenciacion celular. Estudiar el mecanismo molecular a traves del cual, actua el RA, tambien resulta interesante desde un punto de vista biomedico, puesto que los retinoides y sus derivados sinteticos son utilizados en la terapia de neuroblastoma y tambien de otros tipos de cancer. Mediante Display Diferencial Ordenado hemos identificando 43 genes regulados (positiva o negativamente) por RA en celulas SH-SY5Y, entre los que se incluyen factores de transcripcion y proteinas relacionadas con el ciclo celular, la transduccion de senales y las funciones neuronales. Entre los genes regulados negativamente por RA se encuentra ID3, un factor de transcripcion de la familia de los HLH, los cuales desempenan un papel crucial en la diferenciacion celular. ID3 actua inhibiendo la union al DNA de ciertos factores de la familia HLH. ID3 bloquea la diferenciacion interfiriendo con la actividad de factores HLH neurogenicos. Cuando la expresion de ID3 se reduce por efecto de RA, se activa la cascada de bHLH proneurales, desencadenando la diferenciacion celular. La expresion de otros genes bHLH cambio durante la diferenciacion inducida por RA: la expresion del gen especifico de neuroblastos en proliferacion ASCL1 (HASH-1) disminuyo rapidamente tras 6 h de tratamiento con RA, mientras que la expresion de genes promotores de la diferenciacion aumento como es el caso de NEUROD6 y NEUROD1. Los niveles de otros miembros de la familia de los IDs (ID1, ID2) estan regulados tambien negativamente durante la diferenciacion inducida por RA en celulas SH-SY5Y. Mediante Western Blot estudiamos los niveles de proteinas ID1, ID2 e ID3 en celulas SH-SY5Y tratadas a diferentes tiempos con RA. Los niveles de proteinas disminuyen de manera notoria tras 24 h de tratamiento con RA, en paralelo a lo observado a nivel de ARN mensajero. Los resultados obtenidos indican que el RA produce una regulacion negativa coordinada de los genes IDs. El tratamiento con otros inductores de la diferenciacion como es el caso del TPA, tambien dio lugar a una regulacion negativa y coordinada de los genes IDs. Esto resalta la importancia de estos genes en los procesos de diferenciacion celular. Ademas hemos visto que la regulacion negativa y coordinada de los genes IDs por tratamiento con RA es un mecanismo complejo que implica sintesis de nuevas proteinas y actividad fosfatidil-inositol-3-kinasa (PI3K). El tratamiento con RA activa la via de senalizacion intracelular de la PI3K/AKT, resultando en un incremento en la actividad PI3K de extractos de celulas tratadas con RA y un rapido incremento en la fosforilacion de la proteina diana AKT en Serina 473. La activacion de la via PI3K/AKT es necesaria para la diferenciacion celular, y probablemente tiene una gran relevancia a nivel fisiologico, puesto que acopla procesos vitales como son la diferenciacion y la supervivencia celular. Aunque el mecanismo molecular por el cual el RA activa la via PI3K/AKT no esta todavia definido, los resultados obtenidos indican que, probablemente, podria tratarse de una accion extragenomica del RAR, entre otras razones por la rapidez con la que se produce. Hemos tratado de caracterizar el mecanismo por el cual el RA activa la via PI3K/AKT. En principio partimos de la hipotesis de que el RA pudiera inducir la expresion de una tirosina-kinasa que fuera capaz de activar la PI3K. Hemos encontrado un buen candidato para esta actividad: RET, el receptor de la familia de neurotrofinas del GDNF, es inducido directa- y fuertemente por RA. En las celulas SH-SY5Y se expresa uno de los co-receptores que actua junto a RET, el GFRA2, pero no hemos logrado detectar la expresion de ninguno de los ligandos de la familia del GDNF, que pudiera activar RET actuando de un modo autocrino/paracrino. Por otro lado, no hemos podido observar fosforilacion de RET en residuos tirosina, lo que probaria su activacion. Estos resultados apoyan la hipotesis que planteamos en la cual el RA desempenaria una accion de tipo no genomica. Los resultados obtenidos, nos llevan a postular, que el RA desempena un papel muy importante en la regulacion de la supervivencia de las celulas neurales. La regulacion positiva del gen anti-apoptotico BCL2 durante la diferenciacion inducida por RA en celulas de neuroblastoma es un hecho conocido desde hace tiempo, y la diferenciacion incrementa la resistencia a la apoptosis inducida por drogas. Tambien se han descrito efectos del RA sobre la supervivencia celular en cultivos primarios de neuroblastos de medula espinal y en neuronas derivadas de celulas madre neurales. Los resultados presentados aqui proporcionan un mecanismo molecular para explicar estos efectos. Ademas, pensamos que el fenomeno aqui descrito en celulas de neuroblastoma pudiera ser relevante en la diferenciacion neural en general. La coordinacion de las acciones genomicas y extragenomicas del RA da lugar al acoplamiento entre la diferenciacion y la supervivencia celular. Por una parte el RA regula la transcripcion de genes especificos implicados en diferenciacion celular. Por otra parte, a traves de una accion extragenomica, el RA activa la via de PI3K/AKT, que esta implicada en la supervivencia celular. Los dos tipos de acciones no se producen de un modo independiente, sino que estan entrelazados. La activacion extragenomica de la via PI3K/AKT tambien esta implicada en la regulacion transcripcional de genes decisivos para la diferenciacion, como hemos demostrado en el caso de la regulacion negativa coordinada de los genes IDs. Reciprocamente, el RA puede contribuir a la supervivencia celular a traves de la regulacion transcripcional positiva de receptores de neurotrofinas, como RET y de trkB. Este acoplamiento entre diferenciacion y supervivencia es un fenomeno novedoso.Trabajo presentado al X Congreso mundial de la calidad del azulejo y del paviemnto ceramico (Qualicetr) celebrado en Castellon (Espana) del 10 al 13 de Febrero de 2008.Poster presentado a las XVII Jornadas Nacionales de Documentacion Clinica y Admision, celebradas en Sevilla del 9 al 11 de junio de 2016.Aphids maintain an obligate, endosymbiotic association with Buchnera sp., a bacterium closely related to Escherichia coli. Bacteria are housed in specialized cells of organ-like structures called bacteriomes in the hemocoel of the aphid and are maternally transmitted. Phylogenetic studies have shown that the association had a single origin, dated about 200-250 million years ago, and that host and endosymbiont lineages have evolved in parallel since then. However, the pattern of deepest branching within the aphid family remains unsolved, which thereby hampers tin appraisal of, for example, the role played by horizontal gene transfer in the early evolution of Buchnera. The main role of Buchnera in this association is the biosynthesis and provisioning of essential amino acids to its aphid host. Physiological and metabolic studies have recently substantiated such nutritional role. In addition, genetic studies of Buchnera from several aphids have shown additional modifications, such as strong genome reduction, high A+T content compared to free-living bacteria, differential evolutionary rates, a relative increase in the number of non-synonymous substitutions, and gene amplification mediated by plasmids. Symbiosis is an active process in insect evolution cis revealed by the intermediate values of the previous characteristics showed by secondary symbionts compared to free-living bacteria and Buchnera.The authors acknowledge partial support from the Spanish MINECO through projects AYA2013- 48623-C2-2, AYA2007-68058-C03-01, AYA2010-21766-C03-02, AYA2012-30789 and the Consolider-Ingenio projects CSD2010-00064 (EPI: Exploring the Physics of Inflation) and CSD2009-00064 (MultiDark), and from the Generalitat Valenciana through grants PROMETEOII/2014/060 and PROMETEOII/2014/084. RAL acknowledges the Spanish grant FPA2014-58183-P. CHM acknowledges the support of the Ramon y Cajal fellowship RyC 2011 148062 awarded by the Spanish MICINN and the Marie Curie Career Integration Grant CIG 294183.Comunicacion presentada en las CephsInAction MC & WGs meetings, celebradas en Lisboa, Portugal, del 25 al 27 de noviembre de 2015Poster original presentado XXIX Congreso de la Sociedad Espanola de Bioquimica y Biologia Molecular ( SEBBM), celebrado Elche (Alicante), 7-10 de septiembre, 2006In this contribution, we present the basic aspects of the Javalambre-Physics of the Accelerating Universe Survey, and the possible synergies that will be generated with the arrival of the Square Kilometer Array.Trabajo presentado en el 10th Iberian and 7th Iberoamerican Congress on Environmental Contamination and Toxicology (CICTA), celebrado en Vila Real, Portugal, del 14 al 17 de julio de 201530th New European Society for Comparative Physiology and Biochemistry (ESCPB) Congress, Unraveling complexity: from molecules to ecosystems, 4-7 September 2016, Barcelona.-- 1 pagePublicacion financiada por Conselleria de Agricultura, Medio Ambiente, Cambio Climatico y Desarrollo Rural (Direccion General de Prevencion de Incendios Forestales) mediante el proyecto: “Elaboracion del catalogo de suelos forestales en el ambito de la prevencion de incendios y gestion forestal de la Comunitat Valenciana” 2017.Trabajo presentado en el 15th International Symposium on Fish Nutrition and Feeding (ISFNF 2012), celebrado en Molde (Noruega), del 4 al 7 de junio de 2012Poster presentado en el 10th International Symposium on Reproductive Physiology of Fish, celebrado en Olhao, Portugal, del 25 al 30 de mayo de 2014Trabajo presentado en la European Geosciences Union General Assembly, celebrada en Viena (Austria), del 17 al 22 de abril de 2016Trabajo presentado en TERRAenVISION Environmental Issues Today: Scientific Solutions for Societal Issues, celebrado en Barcelona (Espana) del 27 de enero al 2 de febrero de 2018Trabajo presentado en la European Geosciences Union General Assembly (EGU), celebrada en Viena (Austria), del 7 al 12 de abril de 2019Resumen del trabajo presentado al VII Congreso Red Espanola Canales Ionicos, celebrado en Caceres del 15 al 17 de mayo de 2019.Comunicacion presentada en el 10th International Symposium on Reproductive Physiology of Fish, celebrado en Olhao, Portugal, del 25 al 30 de mayo de 2014Comunicacion presentada en el 9th International Symposium on Fish Parasites, celebrado en Valencia, Espana, del 31 de agosto al 4 de septiembre de 2015La presencia de compuestos farmacéuticos en los ecosistemas acuáticos costeros ha ido en aumento en las últimas décadas y, aunque sus concentraciones rara vez superen los ng/l, son biológicamente muy activos y se desconocen los efectos que podrían ocasionar en los organismos que habitan dichas áreas. La simvastatina (SV) forma parte de ese amplio grupo de compuestos cuya presencia podría suponer un problema ambiental. Este estudio tiene como objetivo identificar posibles daños musculares a través de la determinación de marcadores enzimáticos, en juveniles de Solea senegalensis, tras una exposición aguda a SV mediante inyección intraperitoneal (IP; 10 mg/kg). Las muestras de tejido muscular fueron recogidas tras 20, 26 y 44 horas de exposición a SV. Se han determinado los niveles de diferentes transaminasas (gamma-glutamil transferasa (γ − GT) y aspartato aminotransferasa (GOT)), al igual que los niveles de lactato deshidrogenasa (LHD) como indicadores de daño muscular.Trabajo presentado en el VII International Symposium on Marine Sciences (ISMS), celebrado del 1 al 3 de julio de 2020, en Barcelona (Espana)The work conducted in LGC’s lab has been supported by grants from the Spanish Ministry of Education and Science (AGL2005-1443, AGL2008-1443 and AGL2011-01727) and from the Generalitat Valenciana (PROMETEO 2010/010)Comunicacion presentada en la 27th Conference of European Comparative Endocrinologists, celebrada en Rennes, Francia, del 25 al 29 de agosto de 2014The geography of knowledge flows has shown that the probability of a patent applicant rather than the examiner originating a citation depends on differences between citing and cited countries. How the characteristics of the citing country affect that probability has received less attention. Using European Patent Office (EPO) data of over 3,500,000 citations (1997-2007), we find that the probability of applicant citation is higher as national economic and scientific strengths increase, if applicants and examiners come from the same country and if the country belongs to EPO. This ‘country club’ effect is comparable to that found for US Patent and Trademark Office.